[发明专利]一种支持偏好搜索和逻辑搜索的高效可验证的多关键字排序可搜索加密方法

说明书

本发明公开了一种支持偏好搜索和逻辑搜索的高效可验证的多关键字排序可搜索加密方法，其中，数据拥有者加密文档并基于文档集合构造密文索引、利用密钥和文档内容生成文档的摘要信息，然后将密文文档和加密后的索引以及摘要信息发送到云服务器；数据使用者共享数据拥有者生成的密钥信息，并根据查询生成查询陷门，并将加密后的查询陷门和待获取的文档数目K发送到云服务器。云服务器接收到密文索引和查询陷门后会执行安全内积操作，搜索到和用户查询最相关的K个文档并按照和查询之间的相关分值排序，然后后生成验证对象，最后返回最相关的K个文档和验证对象到数据使用者；数据使用者通过验证算法来验证返回结果的正确性和完整性。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种支持偏好搜索和逻辑搜索的高效可验证的多关键字排序可搜索加密方法。

背景技术

随着云计算的日益普及，为了减少数据管理、存储和计算的开销，数据拥有者会将其所拥有的大量的数据外包到云服务器进行存储或者处理。但是这样数据拥有则就失去了对数据的有力控制，这样数据就可能被云服务器或者入侵者获取、访问，但是这些数可能是涉及机密性和隐私性的数据如医疗记录，政府文档等。虽然云服务器一般声称是安全的，但是用户对云服务器提供的安全性机制一般是存疑的，这种担忧也是云计算进一步发展普及的障碍。

常用的保护数据隐私的机制就是将数据上传到云服务器之前，先加密数据，但是，加密会极大的限制数据的可用性。而如果采用简单的下载、解密、处理的机制的话那么就需要消耗大量的带宽和用户极大的计算开销，对于云计算这种理念是不适用的。目前也有大量基于同态加密的方案或者基于公钥的可搜索加密方案被提了出来，但是这些方案的计算往往因其巨大的计算开销而变得非常的不实用。所以仍然关注的是对称可搜索加密。在对称可搜索加密中，也有很多针对单关键字和多关键字的可搜索加密方案以及相应的改进方案被提了出来，但是这些方案的功能性相对较为单一，其中不少也存在极大的效率问题。目前对称可搜索加密的功能性仍然和明文的检索存在着非常大的差距，对称可搜索加密中的功能性如个性化检索、逻辑检索、语义检索、模糊检索、动态更新等仍然有待进一步的研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种支持偏好搜索和逻辑搜索的高效可验证的多关键字排序可搜索加密方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种支持偏好搜索和逻辑搜索的高效可验证的多关键字排序可搜索加密方法，所述的加密方法包括下列步骤：

数据拥有者作为数据的所有者进行可搜索加密的预处理，包括密钥的生成、文档的加密、索引的生成、摘要的生成，数据拥有者将所持有的文档数据加密得到密文文档集合E，数据拥有者基于文档集合FS构建安全索引同时数据拥有者生成消息摘要，然后，数据拥有者将加密后的密文文档集合E连同文档的消息摘要和密文索引上传到云服务器，同时，数据拥有者授权数据使用者访问其外包数据,即与数据使用者共享密钥，包括用于加密文档的对称密钥和加密陷门的秘密钥；

数据使用者作为和数据的所有者共享密钥的用户，向云服务器提交查询以进行搜索，当数据使用者想要检索文档时，首先，将查询转为查询陷门T_Q，然后，查询陷门T_Q以及数据使用者的目标文档数目被提交到云服务器；一旦云服务器接收到查询陷门T_Q，云服务器执行计算任务；计算完成，云服务器返回排序后top-K个最相关的文档以及相关的验证对象；最后，数据使用者接收到top-K个最相关的文档和相关的验证对象，执行验证算法来验证搜索结果的准确性和完全性，然后再解密得到搜索结果；