최근 클라우드 컴퓨팅이 빠르게 발전함에 따라, 공간 데이터베이스 아웃소싱에 대한 관심이 급증하고 있다. 따라서 공간 데이터베이스 아웃소싱에서 위치 데이터 보호를 위한 암호화 기법이 연구되고 있다. 그러나 기존 공간 좌표 변환 기법인 FDH는 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 공간 데이터베이스 아웃소싱에서 위치 데이터 보호를 위한 비트맵 기반 데이터 암호화 기법 및 질의처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법에서는 공격자의 원본 데이터 유추 방지를 위해 데이터 분포를 고려한 영역 분할/병합 정책을 이용한 앵커 선정 알고리즘을 사용한다. 아울러, 최적의 질의 처리 성능을 보장하기 위해, GPU를 통한 질의 처리를 수행한다. 한편, 성능 평가를 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 increasing. Therefore, researches for protecting location data privacy in spatial outsourced databases have been actively performed. However, FDH (Flexible Distance-Based Hashing) is easy to access original data because they do not consider data distribution. In addition, since they perform the nearest neighbor query processing by using tree-based indexs, query processing time can be increased depending on tree depth. To solve these problems, we propose a bitmap encryption scheme and a query processing algorithm for spatial database outsourcing. We propose an anchor selection algorithm using a split-and-merge policy based on data distribution to protect privacy of users from attackers. Furthermore, we reduce the communication cost for query processing by performing searching based on GPU. Finally, we show through performance analysis that the proposed scheme shows better query processing performance and guarantees the privacy of users, compared with the existing scheme.
