CAREER:Information Theoretic Methods for Private Information Retrieval and Search in Distributed Storage Systems

职业:分布式存储系统中隐私信息检索和搜索的信息论方法

基本信息

  • 批准号:
    1817635
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 62.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-01 至 2023-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The recent data revolution is driving many aspects of modern societal and economic progress. Most of this massive data is now stored in the cloud to enable easy access for a myriad of users who wish to share information including, for example, photos, videos, publications, opinions, and scientific data. Unfortunately, this has come at the expense of the user's privacy whose online activity can be used to profile him/her, making large parts of the population an easy target for discrimination and possible persecution. This research aims at addressing the privacy challenge of data in the cloud by focusing on the problem of Private Information Retrieval (PIR) and Search in distributed storage systems (DSSs). PIR schemes enable users to query data without revealing information about the queries and hence their personal preferences, tendencies, health, or other traits.Classical information theoretic PIR schemes require data to be replicated, which is not a scalable solution given the exponential growth of data. This research aims at creating a unified framework for studying coding schemes that, in addition to providing data reliability, cater to the need of private queries. The focus of the proposed research is on (i) explicit constructions of codes and PIR schemes that address practical and important aspects of distributed storage, such as storage cost, network communication cost, disk reads, latency and computations; (ii) explicit constructions of codes and schemes for private keyword search; (iii) characterization of the fundamental limits and tradeoffs between reliability, privacy and the different system overheads; (iv) testing software implementations of the schemes on real genomic and social science data. The project also incorporates several educational and outreach efforts, including the development of new publicly accessible online content on information theory, security, and privacy in distributed storage systems as well as pre-college outreach through the Global Leaders Program at the PI's institution.
最近的数据革命正在推动现代社会和经济进步的许多方面。现在,大多数大量数据都存储在云中,以使许多希望共享信息的用户可以轻松访问,例如照片,视频,出版物,观点和科学数据。不幸的是,这是以用户隐私为代价的,其在线活动可以用来概括他/她,这使大部分人口成为歧视和可能迫害的容易目标。 这项研究旨在通过关注私人信息检索(PIR)和分布式存储系统(DSSS)的搜索问题来解决云中数据的隐私挑战。 PIR计划使用户能够查询数据,而无需透露有关查询的信息,因此可以将其个人偏好,趋势,健康或其他特征。ClassicalInformation理论理论PIR方案需要复制数据,这不是可扩展的解决方案,因为数据的指数增长。这项研究旨在创建一个统一的框架来研究编码方案,除了提供数据可靠性外,还满足了私人查询的需求。拟议的研究的重点是(i)针对分布式存储的实用和重要方面的代码和PIR方案的明确结构,例如存储成本,网络通信成本,磁盘读取,延迟和计算; (ii)用于私人关键字搜索的代码和方案的明确构造; (iii)表征可靠性,隐私和不同系统间接费用之间的基本限制和权衡; (iv)测试有关实际基因组和社会科学数据方案的软件实施。该项目还结合了几项教育和推广工作,包括开发有关分布式存储系统中信息理论,安全性和隐私的新的公共在线内容,以及通过PI机构的全球领导者计划进行预科课程。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Preserving ON-OFF Privacy for Past and Future Requests
为过去和未来的请求保留开关隐私
ON-OFF Privacy Against Correlation Over Time
ON-OFF 隐私与时间相关性
Intermittent Private Information Retrieval With Application to Location Privacy
间歇性私人信息检索及其应用于位置隐私
ON-OFF Privacy in the Presence of Correlation
相关性存在下的开关隐私
  • DOI:
    10.1109/tit.2021.3107944
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Ye, Fangwei;Naim, Carolina;Rouayheb, Salim El
  • 通讯作者:
    Rouayheb, Salim El
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