최근 클라우드 컴퓨팅이 빠르게 발전함에 따라, 공간 데이터베이스 아웃소싱에 대한 관심이 급증하고 있다. 따라서 데이터베이스 아웃소싱에서 위치 데이터 보호를 위한 암호화 기법이 연구되고 있다. 그러나 기존 공간 좌표 변환 기법은 위치 데이터의 분포를 고려하지 않고 암호화를 수행하기 때문에, 공격자가 암호화 변환 데이터로부터 원본 데이터 분포를 유추하는 것이 가능하다. 아울러, 트리 기반 인덱스를 통해 질의 처리를 수행하기 때문에, 데이터의 양이 많아질수록 질의 처리 성능이 저하되는 문제점이 존재한다. 이를 위해, 본 논문에서는 데이터베이스 아웃소싱에서 위치 데이터 보호를 위한 비트맵 기반 데이터 암호화 기법 및 질의처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법은 공격자의 원본 데이터 유추 방지를 위해 데이터 분포 기반 앵커 선정 및 영역 분할/병합 정책을 통해 앵커를 선정한다. 아울러, 최적의 질의 처리 성능을 보장하기 위해, 해시 인덱스를 통한 질의 처리를 수행한다. 한편, 성능평가를 통해 제안하는 기법이 공격자로의 원본 데이터베이스 노출 확률을 감소시키면서, 빠른 질의 처리를 수행함을 검증한다.
With the development of cloud computing, the interest on spatial database outsourcing has been sharply increasing. Therefore, researches for protecting location data privacy in outsourced databases have been actively performed. However, the existing schemes are weak to access original data because they do not consider data distribution. In addition, since they perform the nearest neighbor query processing by using a tree-based index, query processing time can be increased depending on tree depth. To solve these problems, we propose a grid index-based bitmap encryption scheme and a query processing algorithm for database outsourcing. We propose an anchor selection algorithm using split and merge policies based on data distribution to protect privacy of users from attacker. Furthermore, we reduce the communication cost for query processing by performing searching based on the hash index. Finally, we show through performance analysis that the proposed scheme provides better query processing performance and guarantees the privacy of users, compared with the existing schemes.
