Top-k Query Processing Over Outsourced Encrypted Data

Nowadays, cloud data outsourcing provides users and companies with powerful capabilities to store and process their data in third-party data centers. However, the privacy of the outsourced data is not guaranteed by the cloud providers. One solution for protecting the user data against security attacks is to encrypt the data before being sent to the cloud servers. Then, the main problem is to evaluate user queries over the encrypted data. In this paper, we address the problem of top-k query processing over encrypted data, and propose an efficient approach called BuckTop. Our approach uses the bucketization technique to manage the encrypted data in the remote server. It includes a top-k query processing algorithm that works on the encrypted data of the buckets, and returns a set that contains the encrypted top-k results. It also has a filtering algorithm that efficiently eliminates the false positives in the server side. We implemented BuckTop, and compared its response time for processing top-k queries over encrypted data with that of the TA algorithm over original (plaintext) data. Our results show excellent performance gains. They show that the response time of BuckTop over encrypted data is close to TA over plaintext data. Key-words: top-k query, cloud, security, encrypted data ∗ Email: [email protected] † Email: [email protected] ‡ Email: [email protected] Traitement de requêtes Top-k sur les donnés cryptées Résumé : Aujourd’hui cloud computing fournit aux utilisateurs et aux entreprises des capacites puissantes pour stocker et traiter leurs donnees. Cependant, la confidentialité des données externalisées n’est pas garantie par les fournisseurs de cloud. Une solution pour protéger les données utilisateur contre les attaques de sécurité consiste à chiffrer les données avant d’être envoyée aux serveurs. Ensuite, le problème principal est d’évaluer les requêtes des utilisateurs sur les données cryptées. Dans ce travail, nous abordons le problème du traitement des requêtes top-k sur les données chiffrées et proposons une approche efficace appelée BuckTop. Notre approche utilise la technique de bucketization pour gérer les données cryptées dans le serveur distant. Il comprend un algorithme de traitement de requêtes top-k qui fonctionne sur les données cryptées des seaux et renvoie un ensemble qui contient les résultats top-k cryptés. Il a également un algorithme de filtrage qui élimine efficacement les faux positifs du côté du serveur. Nous avons mis en place BuckTop et comparé son temps de réponse pour traiter les requêtes top-k sur des données cryptées avec celles de l’algorithme TA sur des données originales (en clair). Nos résultats affichent d’excellents gains de performance. Ils montrent que le temps de réponse de BuckTop sur les données chiffrées est proche de TA sur les données en clair. Mots-clés : top-l, cloud, sécurité Top-k Query Processing Over Outsourced Encrypted Data 3