[發(fā)明專利]面向混合云的隱私保護(hù)多關(guān)鍵詞Top-k密文檢索方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810122376.8
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108363689B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴華;朱向洋;楊庚;白雙杰;史經(jīng)啟;孫彥珺;王敏
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06F40/30
• 分類號: G06F40/30;G06F16/33;G06K9/62;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種面向混合云的隱私保護(hù)多關(guān)鍵詞Top-k密文檢索方法，其特征在于該方法包括：

(1)數(shù)據(jù)提供端從提供的文檔集中提取關(guān)鍵詞集合，并通過聚簇分塊生成關(guān)鍵詞詞典序列；再根據(jù)關(guān)鍵詞詞典序列為文檔集中每個(gè)文檔生成一對應(yīng)的明文文檔向量，并依據(jù)關(guān)鍵詞詞典序列的分塊情況將明文文檔向量分塊，形成文檔過濾向量；之后將明文文檔向量加密形成加密文檔向量，將文檔集中的每一文檔加密形成加密文檔集；最后將文檔過濾向量傳輸至私有云服務(wù)器，將加密文檔向量和加密文檔集傳輸至公有云服務(wù)器；

(2)數(shù)據(jù)檢索端根據(jù)用戶提供的多個(gè)關(guān)鍵詞生成檢索向量，進(jìn)行歸一化后采用安全算法生成檢索陷門，連同用戶需要檢索的文檔個(gè)數(shù)k傳輸至公有云服務(wù)器；再依據(jù)關(guān)鍵詞詞典序列中關(guān)鍵詞的分塊情況，將用戶提供的多個(gè)關(guān)鍵詞生成檢索過濾向量，并傳輸至私有云服務(wù)器；

(3)私有云服務(wù)器將接收到的檢索過濾向量和每個(gè)文檔的文檔過濾向量分別進(jìn)行與運(yùn)算，若運(yùn)算得到的向量所有位不全為0，則將對應(yīng)的文檔編號添加到候選文檔集中，并將候選文檔集傳輸至公有云服務(wù)器；

(4)公有云服務(wù)器根據(jù)接收到的候選文檔集、檢索陷門和檢索文檔個(gè)數(shù)k，分別計(jì)算候選文檔集中每個(gè)文檔對應(yīng)的加密文檔向量和檢索陷門之間的安全內(nèi)積，根據(jù)安全內(nèi)積選取候選文檔集中與用戶提供的關(guān)鍵詞最相關(guān)的k個(gè)密文文檔，將該k個(gè)密文文檔返回至數(shù)據(jù)檢索端；

(5)數(shù)據(jù)檢索端對接收的k個(gè)密文文檔進(jìn)行解密，得到最相關(guān)的k個(gè)明文文檔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向混合云的隱私保護(hù)多關(guān)鍵詞Top-k密文檢索方法，其特征在于：步驟(1)具體包括：

(1-1)數(shù)據(jù)提供端從提供的文檔集DS中提取關(guān)鍵詞，得到關(guān)鍵詞集合{w₁,w₂,…,w_n}，n為關(guān)鍵詞數(shù)目；

(1-2)將關(guān)鍵詞集合中的關(guān)鍵詞根據(jù)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行聚簇操作，得到若干個(gè)聚類子簇{c₁,c₂,…,c_t}；

(1-3)將每個(gè)子簇作為一個(gè)分塊，從而得到t個(gè)分塊，分別為b₁,b₂,…,b_t，再根據(jù)分塊生成關(guān)鍵詞詞典序列W＝{w(b₁,1),w(b₁,2),…,w(b₂,1),w(b₂,2),…,w(b_t,1),w(b_t,2),…}，其中w(b_j,x)表示屬于分塊b_j中的第x個(gè)關(guān)鍵詞，每個(gè)塊中的關(guān)鍵詞無序；分塊b_j＝{w(b_j,x)|0x≤|b_j|}；

(1-4)采用TF-IDF算法和空間向量模型，根據(jù)關(guān)鍵詞詞典序列中關(guān)鍵詞的位置，為文檔集DS＝{D₁,D₂,…,D_m}中每個(gè)文檔D_i生成一個(gè)對應(yīng)的明文文檔向量V_i，并進(jìn)行歸一化處理；其中，m為文檔集DS中的文檔數(shù)目，V_i的維度為n，每位取值為該位對應(yīng)的關(guān)鍵詞在文檔D_i中的詞頻TF值；

(1-5)根據(jù)關(guān)鍵詞詞典序列的分塊情況，將明文文檔向量V_i分成t個(gè)分塊，分塊邊界和關(guān)鍵詞詞典序列的分塊邊界相同，得到每個(gè)文檔D_i的文檔過濾向量DF_i＝{b₁,b₂,…,b_t}；其中，若V_i中分塊b_j對應(yīng)的所有關(guān)鍵詞所在的位置取值都為0，則b_j塊的取值為0，否則b_j塊的取值為1，DF_i是t維的每位取值為0/1的向量；

(1-6)生成加密密鑰SK(S,M₁,M₂,k_f)；其中，S是一個(gè)每位取值為0/1的隨機(jī)向量，M₁和M₂是兩個(gè)n×n可逆矩陣，n是關(guān)鍵詞詞典序列的長度，k_f是文檔加密密鑰；

(1-7)通過安全KNN技術(shù)采用生成的加密密鑰對每個(gè)明文文檔向量V_i加密，得到對應(yīng)的加密文檔向量其中，當(dāng)隨機(jī)向量S中第j個(gè)元素S[j]＝0時(shí)，V_i′+V_i″＝V_i，當(dāng)S[j]＝1時(shí)，V_i′＝V_i″＝V_i；

(1-8)通過對稱加密算法加密文檔集DS中每個(gè)文檔，得到加密文檔集ES＝{e₁,e₂,…,e_m}；

(1-9)將文檔過濾向量傳輸至私有云服務(wù)器進(jìn)行存儲，將加密文檔向量和加密文檔集傳輸至公有云服務(wù)器進(jìn)行存儲。