[發(fā)明專利]一種支持多密鑰的加密圖像檢索方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811368001.6
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109543061B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建峰;苗銀賓;李穎瑩;盧笛;王祥宇;楊騰飛;馬鑫迪;習(xí)寧
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F16/58
• 分類號: G06F16/58;H04L9/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種支持多密鑰的加密圖像檢索方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，密鑰生成：給定安全參數(shù)κ，密鑰生成中心輸出系統(tǒng)參數(shù)G和Γ、圖像加密密鑰k、私鑰sk和公鑰pk，G為雙線性對參數(shù)，Γ為秘密參數(shù)；

步驟二，圖像加密：圖像擁有者用圖像加密密鑰k加密明文圖像集M，輸出密文圖像集C；

步驟三，密鑰轉(zhuǎn)換：圖像擁有者將圖像加密密鑰k加密成k′，并生成轉(zhuǎn)換密鑰TK_UID，輸出重加密密鑰Λ；

步驟四，索引生成：圖像擁有者用參數(shù)Γ對明文圖像M進(jìn)行預(yù)處理，對圖像特征向量進(jìn)行加密，輸出索引I；

步驟五，陷門生成：圖像查詢用戶利用參數(shù)Γ計(jì)算查詢圖像m_q特征向量的哈希值，同時加密特征向量，輸出查詢陷門TD；

步驟六，檢索：云服務(wù)器根據(jù)查詢陷門TD匹配索引集I，在圖像密文集C中搜索出對應(yīng)的密文結(jié)果，將密文結(jié)果對應(yīng)的擁有者Λ中的k′重加密成k′_UID；檢索的具體方法如下：

第一步，云服務(wù)器接收到查詢陷門TD后，檢索加密索引表得到與陷門匹配的相似圖像標(biāo)識符候選列表；

第二步，計(jì)算加密向量內(nèi)積值，用于表示圖像之間的相似度，

其中為擴(kuò)展后的查詢向量，T為矩陣的轉(zhuǎn)置，為加密的索引向量，δ為隨機(jī)數(shù)，為矩陣M₁的逆，a為向量分裂后的第一分量，b為向量分裂后的第二分量，f_q為查詢圖像m_q對應(yīng)的特征向量，f_i,t為圖像擁有者i的第t幅圖像m_i,t對應(yīng)的特征向量；

第三步，云服務(wù)器依次計(jì)算候選列表中每幅圖像m_i,t與查詢圖像m_q的內(nèi)積值，進(jìn)而判斷圖像之間的相似度，內(nèi)積值越小，相似度越高，依次類推，云服務(wù)器根據(jù)內(nèi)積值可選出前r個最為相似的加密圖像；

第四步，根據(jù)r個圖像對應(yīng)的密鑰密文k′_i及轉(zhuǎn)換密鑰TK_UID計(jì)算也就是計(jì)算如下

其中，e為映射關(guān)系，ε_i為第一隨機(jī)數(shù)，sk_o為圖像擁有者的私鑰，g為雙線性映射中群G的生成元，F(xiàn)為雙線性映射e(g,g)的值；

第五步，云服務(wù)器將和前r個最為相似的加密圖像返回給身份為UID的用戶；

其中，表示第一重加密密鑰密文分量：表示第二重加密密鑰密文分量：

步驟七，解密：身份為UID的用戶用其私鑰能夠解密出圖像加密密鑰k_i，進(jìn)而解密出明文圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持多密鑰的加密圖像檢索方法，其特征在于，步驟一中，雙線性對參數(shù)G＝(G,G_T,e,p,g)；

其中，G和G_T分別為素?cái)?shù)p階乘法循環(huán)群，e為映射關(guān)系，g為群G的生成元；

秘密參數(shù)

其中，υ為一個d+α+1維的隨機(jī)二值向量，M₁和M₂為兩個(d+α+1)×(d+α+1)維的隨機(jī)可逆矩陣，為λ個哈希函數(shù)，為LSH函數(shù)族，為L個哈希表的加密函數(shù)，為α個隨機(jī)數(shù)；

其中，為w個圖像加密密鑰，(sk_o,pk_o)為擁有者公私鑰對，滿足為u個用戶的公私鑰對，滿足身份為UID的用戶分配公私鑰對(sk_UID,pk_UID)，滿足

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支持多密鑰的加密圖像檢索方法，其特征在于，步驟二中，圖像擁有者利用對稱密鑰加密算法，將明文圖像集M_i用圖像加密密鑰k_i加密成密文圖像集C_i，將w個用加密密鑰加密的密文圖像集發(fā)送給云服務(wù)器存儲。