[發明專利]一種同時支持合取與析取關鍵詞查詢的公鑰加密方法

在審

• 申請號: 201710483244.3
• 申請日: 2017-06-17
• 公開（公告）號: CN107342863A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張鈺
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30;G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及密碼學領域，涉及一種可查詢加密方法，尤其涉及一種基于多關鍵詞查詢的公鑰加密方法。

背景技術

隨著計算機技術的飛速發展，數據量的大規模增長，越來越多的企業與個人會通過網絡共享彼此有用的數據。特別是在今天，云計算、云服務的大規模發展，越來越多的人會對處于托管模式下的數據的安全性產生疑慮。各地頻發的用戶隱私泄露已經成為熱門話題。這些數據的泄露不僅僅是由于黑客的攻擊，也有一大部分是管理人員的監守自盜。為了保證數據的機密性，將數據加密后存儲在云端服務器上是解決上述安全問題的一種有效方法。但是，當用戶需要尋找包含某個關鍵字的相關文件時，將會遇到如何在云端服務器上進行密文檢索的問題。一種簡單的方法是將所有密文數據下載到本地進行解密，然后在明文上進行關鍵字搜索，但是這種操作需要龐大的傳輸開銷、存儲開銷和計算開銷。為了更好地對密文進行檢索，可查詢加密 (searchable encryption)便應運而生，并在近些年中得到了廣泛研究和發展。

構建安全高效的支持合取關鍵詞或析取關鍵詞查詢的公鑰加密方案是該領域中的兩個重要問題。盡管支持合取關鍵詞查詢的方案進展較為迅速，但是析取關鍵詞查詢的研究過程卻很很慢。為了支持析取關鍵詞查詢，支持內積的謂詞加密方案被提出。利用該方案和簡單索引構建方法，該方案可以支持在密文上進行多項式，以及合取或析取范式查詢。

盡管如此，基于謂詞加密方案以及簡單索引構建方法構造出的析取關鍵詞查詢方案在時間和空間復雜度上都屬于指數級。另外，如果用戶想要同時執行合取和析取關鍵字查詢時，他必須構建析取和合取兩種方案，并同時維護兩個系統以滿足用戶需求。基于以上兩個缺陷，本發明旨在構建一個同時支持合取與析取關鍵詞查詢的公鑰加密方法，并保證方案的時間與空間復雜度優于之前方案。

發明內容

本發明為了解決現有技術問題，設計一種同時支持合取與析取關鍵詞查詢的公鑰加密方法，包括：

四個多項式時間算法，分別為keyGen、indexBuild、trapdoor和 test算法，其中，keyGen算法是根據選定的安全參數r，產生公鑰pk 以及私鑰sk；indexBuild算法是以公鑰pk和一個關鍵詞集合 W＝{w₁，w₂，…，w_n}作為輸入，產生一個安全索引I_W作為輸出； trapdoor算法接受sk以及查詢關鍵詞集合Q＝{q₁，q₂，…，q_m}和符號 sym∈{∨，∧}作為輸入，輸出陷門T_Q，在這里m≤n；test算法是輸入pk，I_W以及T_Q，如果是合取關鍵詞查詢，則判斷是否存在如果存在則輸出1，否則輸出0；如果是析取關鍵詞查詢，則判斷集合Q∩W是否為空，如果不為空則輸出1，否則輸出0。

與相關技術相比，本發明提供的同時支持合取與析取關鍵詞查詢的公鑰加密方法不僅支持析取關鍵詞查詢，而且同時支持合取關鍵詞查詢，并保證方案的時間與空間復雜度優于之前方案。

具體實施方式

以下詳細說明本發明。

實施例

一種同時支持合取與析取關鍵詞查詢的公鑰加密方法，包括；

包括四個多項式時間算法，分別為keyGen、indexBuilf、trapdoor 和test算法，其中，keyGen算法是根據選定的安全參數r，產生公鑰 pk以及私鑰sk；indexBuild算法是以公鑰pk和一個關鍵詞集合 W＝{w₁，w₂，…，w_n}作為輸入，產生一個安全索引I_W作為輸出； trapdoor算法接受sk以及查詢關鍵詞集合Q＝{q₁，q₂，…，q_m}和符號 sym∈{∨，∧}作為輸入，輸出陷門T_Q，在這里m≤n；test算法是輸入pk，I_W以及T_Q，如果是合取關鍵詞查詢，則判斷是否存在如果存在則輸出1，否則輸出0；如果是析取關鍵詞查詢，則判斷集合Q∩W是否為空，如果不為空則輸出1，否則輸出0。

進一步，將關鍵詞集合W和Q分別轉換為矩陣M和向量，具體為：對于索引關鍵詞集合W，采用公式(1)構建函數：