منصة الرسائل والاطاريح: مخطط ديناميكي آمن وقابل للبحث بالاعتماد على الفوضوية والتشفير الهجين المخفف

الخلاصة

تأمين البيانات الحساسة مع ضمان الوصول الفعال إليها يعد أمرا ضروريا في العصر الرقمي الحديث. إحدى الطرق الواعدة التي تتيح للمستخدمين تخزين المستندات المشفرة عن بُعد دون التأثير على الأداء هي استخدام مخطط التشفير المتماثل القابل للبحث الديناميكي (DSSE). تقدم هذه الأطروحة مخطط Secured-DSSE لمصمم لحماية سرية البيانات مع تمكين قدرات البحث بكفاءة. يجمع المخطط المقترح SDSSE بين قوة الأنظمة الفوضوية وخوارزميات التشفير الهجينة الخفيفة الموازية، حيث يعتمد على طريقتين متميزتين تدمجان البساطة الرياضية مع الأمان القوي. تعتمد الطريقة الأولى، PRC6، على دمج دالة Quarter من خوارزمية ChaCha مع RC6, بينما تدمج الطريقة الثانية, PILEA, تجمع بين معيار التشفير المتقدم (AES) وخوارزمية التشفير خفيفة الوزن (LEA). يستفيد النظام الفوضوي المستخدم في مخطط SDSSE من هيكل مفتاح سداسي الأبعاد، مما يوفر توازنًا بين التعقيد والسرية. يُعزز هذا النهج الأمان من خلال إنشاء مفاتيح بمساحة مفتاحية كبيرة، مما يجعلها مقاومة لمختلف هجمات التشفير، بما في ذلك الهجمات على المفاتيح الضعيفة وهجمات القوة الغاشمة. علاوة على ذلك، يدعم مخطط SDSSE التحديثات الديناميكية وعمليات البحث الفعّالة في البيانات المشفرة من خلال آلية Trapdoor ASCII Code (TAC)، التي تضمن سرية عمليات البحث. تتضمن هذه الآلية إنشاء رموز بحث متعددة الكلمات المشفرة وبناء فهرس معكوس مشفر للحفاظ على خصوصية البيانات أثناء عمليات البحث. أثبت التطبيق العملي للمخطط في بيئة الحوسبة السحابية جدواه الإدارية. وأظهرت التقييمات الأمنية ، بما في ذلك تقييمات الأداء واختبارات العشوائية الخاصة بـ NIST، كفاءة وأمان الطرق المقترحة. تُظهر النتائج أن طريقتي التشفير PRC6 وPILEA المستخدمة للمعالجة المتوازية, قللتا بشكل كبير من أوقات التشفير مقارنة بنسخهما التسلسلية، حيث قلل PRC6 الزمن من 0.17 ثانية إلى 0.13 ثانية، وقلل PILEA الزمن من 14.2 ثانية إلى 7.2 ثانية. كما أظهرت الدراسات أن Residual Intelligibility لنظام التشفير آمن، حيث كانت قيم SSNR لكلتا الطريقتين 3.53 و2.87، مما يشير إلى انخفاض Residual Intelligibility . تم التحقق من عشوائية النظام باستخدام اختبارات المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، مثل اختبار التكرار الأحادي (0.06060) واختبار التتابعات (0.8965)، مما يؤكد عشوائية المفاتيح التي تم إنشاؤها بواسطة النظام الفوضوي الجديد سداسي الأبعاد. تبلغ مساحة المفتاح للمفاتيح المولدة في النظام الفوضوي المقترح