[發明專利]一種多關鍵字可搜索的公鑰加密方法

有效

• 申請號: 201810361850.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108599937B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 董慶寬;周翔宇;陳原;董乙平;崔可心;王俊梅;胡杰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/30;H04L29/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出了一種支持多關鍵字搜索的公鑰加密方法用于解決現有多關鍵字可搜索的公鑰加密方法中存在的密文關鍵字計算過程復雜的技術問題，實現步驟包括：(1)可信第三方設定公共參數；(2)數據擁有者設置存儲文件的關鍵字字段、關鍵字向量和查詢格式；(3)可信第三方計算云存儲服務器和數據共享者的密鑰并分發；(4)數據擁有者對明文關鍵字向量中的明文關鍵字進行加密并發送；(5)數據共享者計算明文關鍵字向量中的明文關鍵字的陷門信息并發送；(6)云存儲服務器搜索密文集合中的密文關鍵字，并將搜索到的密文關鍵字發送給數據共享者。本發明可在公開信道下傳輸關鍵字的密文信息和陷門信息，且抵抗關鍵字猜測攻擊。

技術領域

本發明屬于數據加密技術領域，具體涉及一種多關鍵字可搜索的公鑰加密方法，可用于在云存儲環境中實現高效密文檢索。

背景技術

隨著云計算技術的出現，計算機以及互聯網技術已經達到了新的高度，人們在享受互聯網在數據存儲、數據傳輸帶來便捷的同時也在擔心著數據遭受竊取泄露的風險。近些年來云計算技術得到了迅速發展，云計算的種種安全性問題也不斷涌現，存儲在云端的數據經常遭到來自服務器內部以及外部惡意攻擊者的攻擊，盡管許多安全專家提供了保護數據隱私的措施，但是存儲數據量的逐漸增大，數據類型逐漸變多對數據的保護以及數據安全搜索提出了更高的要求，因此必須將隱私數據進行加密處理后存儲在云平臺，然而對數據加密后使得在海量密文文件中搜索特定的文件變得極為困難。根據使用密碼體制的不同，可搜索加密分為基于對稱密碼體制加密和公鑰密碼體制加密，基于公鑰的可搜索加密中使用到了數據共享者的公鑰，數據擁有者不需要與數據共享者協商密鑰。與基于對稱密碼體制的可搜索加密，應用場景更為廣闊。

現有的技術方案中，授權公告號為CN104852801B名稱為“一種可搜索的公鑰加密方法”，公開了一種支持多個接收者的公鑰加密方案，其實現步驟是：初始化數據擁有者、接收者和云服務器運行環境；數據擁有者定義一個接收者集合，并為選取數據文件的關鍵字加密；對數據文件加密與加密的關鍵字存放在云服務器上；數據擁有者為接收者發送一個保密陷門；接收者利用關鍵字陷門生成算法將關鍵字陷門發送給云服務器；服務器根據接收者提供的關鍵字陷門使用測試算法找出相應的關鍵字密文。該方法支持多個接收者進行可搜索公鑰加密，保護指定接收者的成員隱私，但對于一個包含m個關鍵字的文件，必須計算2^m-1個密文關鍵字才能滿足數據共享者的搜索需求，由于關鍵字密文的數量呈指數級增長，使得密文關鍵字計算過程復雜，并且需要更大的存儲空間來存儲密文關鍵字。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術中存在的缺陷，提出了一種多關鍵字可搜索的公鑰加密方法，用于解決現有多關鍵字可搜索的公鑰加密方法中存在的密文關鍵字計算過程復雜的技術問題。

本發明的技術思路是：可信第三方為云存儲服務器以及數據共享者分發密鑰，并計算公共參數；數據擁有者對文件的明文關鍵字加密并上傳云存儲服務器；云服務器存儲數據擁有者存儲的文件密文以及關鍵字密文集合；數據共享者根據關鍵字生成陷門信息發送給云存儲服務器；云存儲服務器收到陷門信息后對存儲在其中的密文進行搜索，只有當數據共享者搜索的關鍵字與服務器存儲的關鍵字密文匹配時才能返回相應的密文關鍵字。

根據上述技術思路，實現本發明目的采取的技術方案包含步驟如下：

(1)可信第三方設定公共參數cp：

可信第三方設定公共參數cp，包括群G₁、G₁的生成元為P、G₁的階為q、群G₂、群G₁的雙線性映射e、哈希函數H₁和哈希函數H₂；

(2)數據擁有者設置存儲文件的關鍵字字段、關鍵字向量和查詢格式：