[發明專利]一種全同態加密的密文查詢方法和系統

有效

• 申請號: 201710320825.5
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106953722B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 胡和平;胡薇
• 申請（專利權）人: 深圳市全同態科技有限公司;胡和平
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06F21/60;G06F21/62
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙)42233
• 代理人: 宋業斌

技術領域

本發明屬于信息安全領域，更具體地，涉及一種全同態加密的密文查詢方法和系統。

背景技術

密文查詢目前已經廣泛使用在全文檢索的技術領域中，用于獲得關鍵字查詢的檢索結果。

目前所廣泛采用的密文查詢方法主要采用對稱密碼算法以及非對稱密碼算法，在對稱密碼算法中，由于分組密碼算法在相同密鑰的情況下，相同的內容加密出來的密文始終相同，因此不需要解密就能夠知道被查詢內容是否為真，所以存在敏感信息泄露的問題；對于非對稱密碼算法而言，一旦對明文數據加密以后，如果想要查詢其密文內容，必須先將密文解密，然后進行明文比較才能得到查詢結果，這樣的查詢過程可能泄露數據，所以存在敏感信息泄露的問題。

發明內容

本發明提供了一種全同態加密的密文查詢方法和系統，其目的在于，解決現有基于對稱密碼算法的密文查詢方法使用相同密鑰加密出來的密文始終相同，因此不需要解密就能夠知道被查詢內容是否為真，所以存在敏感信息泄露的技術問題，以及基于非對稱密碼算法的密文查詢方法查詢過程中可能泄露數據，所以存在敏感信息泄露的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種全同態加密的密文查詢方法，包括以下步驟：

(1)獲取任意數據類型的明文，并使用對稱加密算法或非對稱加密算法對該明文進行加密處理，將加密處理的結果作為被查詢對象進行密文存儲；

(2)接收作為查詢條件的明文，并使用對稱加密算法或非對稱加密算法對該明文進行加密處理，將加密處理的結果作為查詢對象進行密文存儲。

(3)將步驟(1)得到的被查詢對象和步驟(2)得到的查詢對象進行進制位密文對位求和，以獲得密文查詢結果。

(4)將步驟(3)得到的密文查詢結果解密為明文，將解密得到的明文與步驟(2)中作為查詢條件的明文比較，如果二者相同則表明密文查詢結果正確，即表示查詢對象存在于被查詢對象之中；否則表示密文查詢結果錯誤，即表示查詢對象不存在于被查詢對象之中。

優選地，步驟(1)具體包括以下子步驟：

(1-1)獲取任意數據類型的明文，并將其轉換為進制位明文；

(1-2)對步驟(1-1)中得到的進制位明文中的各個進制位值進行加密，將加密的結果組成密文組合，并將該密文組合作為被查詢對象進行密文存儲。

優選地，步驟(2)具體包括以下子步驟：

(2-1)獲取作為查詢條件的明文，并將其轉換為進制位明文；

(2-2)對步驟(2-1)中得到的進制位明文中的各個進制位值進行加密，將加密的結果組成密文組合，并將該密文組合作為查詢對象進行密文存儲；

優選地，轉換為進制位明文的步驟具體為，將該字符類型的明文轉換成字符編碼，并將該字符編碼轉換成進制位明文。

優選地，當加密運算采用對稱加密算法時，其具體是采用以下公式：

c＝(m+s*r+p*r)mod x₀

其中c表示密文，m表示進制位明文中的進制位值，s表示加密中所采用的進制，r表示隨機數，p為加密密鑰，x₀是一個中間變量，其等于加密密鑰p與另一個加密密鑰q的乘積，p和q均是奇數，上述密鑰都是對外不公開。

優選地，當加密運算采用非對稱加密算法時，其具體是采用以下公式：

其中c表示密文，m表示進制位明文中的進制位值，s表示加密中所采用的進制，r和τ均為隨機數，x_i表示隨機生成的i個數，x_i＝q_i*p+s*r，p表示非對稱算法中使用的私鑰，其為大奇數，且有q_i＜＜q₀，0≤i≤τ，非對稱加密算法中使用的公鑰為pk＝(x₀，x₁，…，x_i，…，x_τ)。

優選地，密鑰p的生成方式為基于LWE、基于格、或基于近似GCD和稀疏子集和的方法。

優選地，步驟(3)具體為：依次從被查詢對象中取出與查詢對象具有相同數量的密文，并將該密文與查詢對象按進制位密文進行對位相加，直到被查詢對象中的密文數小于查詢對象的密文數為止，得到的多個求和結果作為密文查詢結果。