[發明專利]一種基于雙陷門的混合密文檢索方法

在審

• 申請號: 201710954119.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107622212A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 蔣雁梅;韓德志;畢坤;王軍;田秋亭
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F17/30;H04L29/06
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 朱成之

技術領域

本發明涉及數據庫檢索領域，具體涉及一種基于雙陷門的混合密文檢索方法。

背景技術

密文檢索是云計算中數據可用性的標志性體現。目前，云計算中的多關鍵詞模糊檢索方案存在效率低、安全性差等問題。本次提出的一種基于雙陷門技術的混合密文檢索方案在性能上更有優勢：一方面引入的雙索引結構可用來支持多關鍵詞檢索；其次，引入的霍夫曼(Huffman)編碼樹和DFSC(Dictionary based on Fuzzy Set Con‐struction，基于字典的模糊集結構)改良了索引結構，提高了檢索效率且減小了索引存儲空間；最后，通過TF‐IDF(Term Frequency–Inverse Document Frequency)規則隱藏了關鍵詞詞頻，增加檢索過程的安全性。

該方法的綜合優勢體現在能夠提高檢索的效率和降低索引存儲開銷。然而，隨著云計算技術的不斷發展，許多涉及用戶隱私信息的數據被上傳到云中，使得用戶喪失了對這些隱私數據的絕對控制權，這些隱私數據遭到惡意破壞和泄露的安全問題使得用戶對存儲在云中的數據表示極大的擔憂。如云服務提供商Saleforce.com受到安全攻擊使得大量的云租戶的隱私數據遭到泄露與丟失、谷歌公司的兩名員工成功侵入租戶的Google Voice、Gtalk等賬戶獲取隱私信息、蘋果iCloud的泄露門事件和Dropbox的賬戶密碼泄漏事件等。這些隱私數據泄露事件使得云服務提供商對隱私數據的保護也缺乏自信。

為了在保護用戶隱私，給用戶提供有效的檢索服務。數據擁有者在上傳數據時，本方案為適應多關鍵詞檢索和模糊檢索生成了雙陷門，采取雙索引對每個關鍵詞生成一個霍夫曼(Huffman)值，數據擁有者在對數據文件和索引加密并上傳云服務器端后，由可信第三方向云服務器端返回根據數據使用者的檢索請求轉換后生成的陷門，最后云服務器向數據用戶返回滿足檢索條件且相關度最高的文件，該過程中云服務器全程都無法獲知文件和索引的內容，做到了對數據文件的高度保密性，而目前還少見文獻報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，應用于多關鍵詞和模糊詞密文檢索，保護了用戶的查詢隱私，實現了高效的支持排序的關鍵詞加密搜索，增加了檢索過程的安全性并提高了檢索的效率和查準率。

為了達到上述目的，本發明提供一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，包含以下步驟：

S1、數據文件預處理；

S2、數據文件加密；

S3、索引構造及加密；

S4、將檢索請求生成陷門向量；

S5、用戶下載檢索文件。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S1中，對數據文件的預處理包括關鍵詞提取和模糊詞集合構造。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S1中，對初始數據文件集F＝(f1，f2，f3，…，fn)和相應的關鍵詞集W＝(w'₁ w'₂ w'₃,...,w'_n)進行相關度評分：

Sc(w′_i,F)＝∑_fn∈FSc(w′_i,f_n)

其中，Sc(wi’，F’)為文件集F的總評分，Sc(w′_i,f_n)為文件集F中每一個子集的評分。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S2中，輸入初始數據文件集F＝(f1，f2，f3，…，fn)，通過對稱加密算法對F加密輸出密文F’，同時生成相應的指示向量和兩個可逆矩陣，最后生成一個三元組密鑰SK。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S3中，數據擁有者先構造單關鍵詞模糊索引和多關鍵詞檢索索引，并對所述兩個索引進行加密處理，再將加密處理后的索引上傳至云服務器。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S4中，通過單關鍵詞模糊檢索的被授權用戶向可信第三方發送檢索關鍵詞，可信第三方調用陷門生成算法構造陷門集合，其中包括霍夫曼(Huffman)編碼值。

上述的一種基于雙陷門的混合密文檢索方法，其中，所述步驟S4中，通過多關鍵詞檢索的被授權用戶發送一系列關鍵詞，可信第三方將多個關鍵詞組合成檢索向量，并乘以隨機數后加密。