[發明專利]云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法及系統

有效

• 申請號: 201810258546.5
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108712366B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李暉;石素麗;李鳳華;朱輝;龔柏翰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L9/08;G06F16/13;G06F16/901
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪;何畏

本發明屬于信息安全技術領域，公開了一種云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法及系統，采用布隆過濾器結構建立關鍵詞的安全索引，以支持文件動態更新；采用局部敏感哈希函數來完成詞形模糊匹配；利用自然語言工具箱對關鍵詞進行詞義拓展，構造詞義模糊集，并插入構建的安全索引中，從而將支持詞義關鍵詞檢索轉化為精確匹配檢索；通過構建查詢向量與索引向量進行內積運算實現對檢索結果的排序；使用哈希函數和安全knn算法使得該發明能夠有效的抵抗選擇關鍵詞攻擊，實現了在云服務器半可信的情況下對密文的搜索。實現了密文搜索功能，支持詞形和詞義模糊匹配、多關鍵詞檢索、動態添加和刪除文檔。

技術領域

本發明屬于信息安全技術領域，尤其涉及一種云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法及系統。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：隨著人們在云端存儲數據的不斷普及，人們把越來越多的數據存儲到云端的同時，其數據的安全性與可靠性就受到了前所未有的關注程度。雖然利用加密技術將文件加密存儲于云端可有效的保證數據的保密性，但是通過這種方式用戶的數據喪失了許多的可操作性，例如，對密文文件進行關鍵字檢索。為了能夠提供密文搜索方法，大量的可搜索加密方式應運而生。對加密數據進行高效多關鍵字模糊搜索是云存儲數據外包的理想目標，目前已經提出了各種方案來處理密文搜索這個問題，福州大學提出了云存儲安全中基于通配符的可搜索加密方法，支持至多兩個通配符的關鍵詞模糊匹配密文檢索，但不支持多關鍵詞搜索和同義詞的模糊匹配；電子科技大學提出了一種云存儲中基于KCB樹和布隆過濾器的高效密文檢索方法，實現了關鍵詞的高效檢索并降低了加密索引在服務器上的存儲開銷，但這種方法沒有實現關鍵詞的模糊匹配，不支持關鍵詞的同義詞擴展搜索。大多數現有技術著重于多關鍵字精確匹配或單關鍵字模糊搜索，在已實現的多關鍵字模糊搜索技術中，還只支持基于詞形的模糊匹配，對于拼寫錯誤的搜索有效，但不能解決同義詞的模糊檢索。

綜上所述，現有技術存在的問題是：經典的模糊可搜索加密僅支持詞形模糊匹配，即可以支持有拼寫錯誤的請求，忽視了關鍵詞詞義上的模糊；已實現的支持同義詞模糊檢索的方案對關鍵詞進行同義詞擴展，卻不能支持詞形的模糊匹配；另一方面，已有方案中對詞形模糊匹配使用較多的方式是基于通配符構建詞形模糊集，耗費了大量的存儲空間。所以，需要一種同時支持詞形和詞義模糊匹配的可搜索加密方法來滿足實際應用。

解決上述技術問題的難度和意義：加密存儲后的文件是否可以使用檢索技術，檢索請求時是否支持多關鍵詞檢索，是否支持詞形模糊檢索，是否支持同義詞模糊檢索，檢索結果能否返回與用戶檢索內容最相匹配的密文文件，這些都是現有可搜索加密技術亟需解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法及系統。

本發明是這樣實現的，一種云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法，所述云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法采用布隆過濾器結構建立關鍵詞的安全索引，支持文件動態更新；采用局部敏感哈希函數來完成詞形模糊匹配；利用自然語言工具箱對關鍵詞進行詞義拓展，構造詞義模糊集，并插入構建的安全索引中，將支持詞義關鍵詞檢索轉化為精確匹配檢索；通過構建查詢向量與索引向量進行內積運算實現對檢索結果的排序；使用哈希函數和安全knn算法抵抗選擇關鍵詞攻擊，實現在云服務器半可信的情況下對密文的搜索。

進一步，所述云環境中支持詞形詞義模糊檢索的可搜索加密方法包括以下步驟：