[發明專利]一種面向云的密文數據存儲與查詢方法

有效

• 申請號: 201310212324.7
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103281377A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 曹晨磊;狄春云;張茹
• 申請（專利權）人: 北京鵬宇成軟件技術有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L9/32;G06F17/30
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍

1.一種面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，該方法用于由數據所有者、數據使用者和云服務器提供商組成的系統中，該方法包括：

步驟一、數據所有者存儲密文和密文查詢關鍵字至云服務器端中；

步驟二、數據使用者向數據所有者申請訪問權限；

步驟三、數據所有者授權給數據使用者訪問權限；

步驟四、數據使用者獲取密鑰；

步驟五、數據使用者向云服務器發送查詢請求；

步驟六、數據使用者解密從云服務器端返回的數據；

步驟七、二次查詢，完成查詢任務。

2.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟一具體包括：

在客戶端，數據所有者首先對原始明文文件進行處理，提取關鍵字????????????????????????????????????????????????；再使用具有同態加法特性的公鑰密碼算法生成的公鑰對明文關鍵字加密，得到密文關鍵字集；

在客戶端，數據所有者采用對稱加密算法對原始明文文件進行加密得到密文文件；再使用簽名密鑰對密文進行簽名得到；

數據所有者對密文文件和密文關鍵字進行關聯；

數據所有者將密文文件、簽名信息和密文關鍵字發送至云服務器端進行存儲。

3.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：

若數據使用者已獲得對數據的訪問權限和訪問密鑰，可直接向云服務器端發送數據查詢請求得到查詢結果，否則首先要向數據所有者發起請求獲得相關權限；

數據使用者用數據所有者的公開密鑰將自己的唯一標識信息和簽名信息進行加密，并將其發送給數據所有者。

4.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：

數據所有者首先用驗證密鑰驗證信息的完整性，若信息完整，用自己的私鑰對數據使用者發來的信息進行解密得到數據使用者的唯一標識信息和簽名信息；

數據所有者用基于屬性的加密方法生成主密鑰和公開參數，制定數據使用者的屬性集和數據訪問結構樹；

基于使用者的屬性集和主密鑰生成用戶的私鑰；

使用公開參數加密秘密文件解密密鑰、信息驗證密鑰和數據使用者的訪問結構樹，得到訪問屬性密文；

用數據使用者的公鑰加密用戶私鑰和訪問屬性密文后發送至數據使用者。

5.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：

數據使用者用自己的私鑰解密數據所有者發來的密文信息得到用戶私鑰和訪問屬性密文；

用密鑰解密數據項，得到秘密文件解密密鑰和驗證密鑰。

6.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟五具體包括：

數據使用者錄入原始查詢語句；

對原始查詢語句進行處理，提取查詢關鍵字，生成查詢關鍵字；

用數據所有者相同的具有同態加法特性的公鑰加密算法對查詢關鍵字加密，得到密文查詢關鍵字集；

生成基于密文查詢關鍵字的查詢語句，向云服務器端發送查詢請求。

7.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟六具體包括：

云服務器端使用與數據所有者和使用者相同的具有同態特性的公鑰加密算法，對數據所有者發來的密文關鍵字和數據使用者發來的密文查詢關鍵字進行計算，返回相關的密文數據；

數據使用者首先用從數據所有者獲取的驗證密鑰驗證簽名信息；然后用秘密文件解密密鑰解密云服務器端返回來的密文數據得到明文數據，并將明文數據存儲在客戶端。

8.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述二次查詢具體為：在客戶端，使用原始查詢語句對解密后的明文數據進行二次查詢，查找數據使用者需要的數據，將明文查詢結果返回并顯示給數據使用者，完成查詢任務。

9.如權利要求1所述的面向云的密文數據存儲與查詢方法，其特征在于，所述步驟六中，密文數據查詢原理是基于公鑰密碼算法Paillier的加法同態特性的；是一個加法函數，滿足Paillier密碼算法的加法同態特性；云存儲服務器端使用函數和Paillier密碼算法生成的公鑰，對密文查詢關鍵字和用戶所有者發來的密文關鍵字進行運算得密文，其中，滿足等式；其中是數據所有者生成的明文關鍵字，是數據使用者生成的明文查詢關鍵字；再對密文運算結果進行模二運算；由Paillier密碼算法的加法同態特性可知，若密文查詢關鍵字與密文關鍵詞相同，模二運算結果為0，云服務器返回相關的密文數據給數據使用者；否則模二運算結果為1，云服務器不返回密文數據。