[發明專利]安全多媒體云存儲中基于格的多用戶模糊可搜索加密方法

有效

• 申請號: 201710200885.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106803784B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 楊旸;張煜超;鄭相涵;葉少珍;鄒劍;董晨
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L29/06;G06F16/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;丘鴻超

本發明涉及一種安全多媒體云存儲中基于格的多用戶模糊可搜索加密方法。通過使用語義信息實現加密數據的隱私語義搜索。用戶選擇的搜索關鍵詞不需要與外包加密多媒體數據中的關鍵詞完全相同；針對現有方案中只支持單用戶應用的缺陷，本方案引入了可搜索廣播加密方法；加密的多媒體文件可以由一組用戶共享，而不需要共享各自的私鑰；每個授權用戶可以使用獨有的私鑰生成自己的關鍵詞陷門；用戶還可以作為數據發送者使用群組公鑰上傳加密的多媒體文檔。本方案引入了后量子安全的概念，設計了支持語義關鍵詞搜索的可搜索廣播加密方案，該方案是利用格基密碼技術和格基代理方法進行構造的；基于LWE(誤差學習)問題的困難性，方案實現了抵抗量子攻擊的安全性。

技術領域

本發明涉及一種安全多媒體云存儲中基于格的多用戶模糊可搜索加密方法。

背景技術

云計算能夠利用共享資源來提供高質量的服務，引發了來自個人、企業和政府越來越廣泛的關注。本地信息可以外包存儲到云端，從而避免購買和維護私人存儲設備所帶來的巨大開銷，有效降低管理成本。這種新型計算模式能使企業專注于核心業務而不是基礎設施。通過互聯網，消費者可以隨時隨地獲得來自云的計算和存儲服務。

因為多媒體云(MC)中存儲的多媒體數據是以明文形式存放的，MC服務提供商的內部工作人員可能將用戶的敏感數據(例如：金融協商視頻，電子健康圖像，商業合同照片等)賣給第三方以獲取利益。用戶對個人信息隱私的擔憂成為MC發展的瓶頸。傳統的加密方法可以保證敏感的多媒體文件的機密性，但是并不支持信息檢索查詢。在加密的多媒體數據中支持搜索查詢非常重要，用戶由此就可以從大量的加密數據中查找與某些主題相關的文檔。傳統的加密算法已經不能滿足這些要求。

在MC所面臨的諸多挑戰中，阻礙MC廣泛部署的最緊迫的問題是安全和隱私問題。Kang等人通過保護隱私的壓縮感知方法來實現多媒體壓縮，利用稀疏編碼和傳動感知方法傳輸壓縮的多媒體文件。Troncoso等人提出了一種安全信號處理技術來實現支持隱私保護的MC處理。Diaz-Sanchez等人設計了一種新的多媒體網關來提供互操作性的隱私保護。Want等人引入安全共享和數字水印算法來實現對用戶數據的安全保護，并結合里德-香農編碼以減少傳輸錯誤。Li等人利用基于語義的訪問控制機制來實現MC的安全服務。也有人提出利用交叉安全多媒體模型(2SBM)來保護MC。Yang等人提出了一種基于智能卡的安全認證協議以保證用戶和數據的隱私。

可搜索加密(SE)是一種用于保護數據隱私性并同時支持對加密文檔信息檢索的重要機制。可搜索加密系統的用戶指定用于描述文件的關鍵詞并把關鍵詞加密成密文。在信息檢索過程中，用戶將搜索請求提交給MC服務器，該請求由關鍵詞和用戶的私鑰生成。在接收到請求后，MC服務器查找匹配的多媒體信息，再將其發送給用戶。在整個過程中，為了保護用戶的隱私，敏感的多媒體明文和指定的關鍵詞必須對服務器保密。到目前為止，絕大多數現有的SE方案都是基于數論難題構造的。然而有事實證明：多項式量子算法可以解決這些基于數論的困難假設。這意味著在量子時代基于這些假設的SE方案可以被破解。