[发明专利]一种基于关键词语义排序的可搜索加密方法

说明书

本发明公开了一种基于关键词语义排序的可搜索加密方法，包含以下步骤：数据拥有者生成加密密钥并发送给授权用户，然后从明文文档集中抽取关键词，根据关键词构建文档标记向量发送给私有云服务器，创建安全索引树发送给公有云服务器；授权用户将搜索关键词生成的查询标记向量发送给私有云服务器，将生成的查询陷门发送给公有云服务器；私有云服务器对查询标记向量与文档标记向量进行匹配，将可能满足用户查询请求的安全索引标识符集合发送给公有云服务器；公有云服务器计算文档相似度，对计算结果排序，并将相似度最高的密文文档集返回给授权用户。本发明通过实现多关键词语义排序方法，在保障数据隐私安全的同时，有效提高检索效率。

技术领域

本发明涉及云安全领域，特别涉及一种基于关键词语义排序的可搜索加密方法。

背景技术

随着云技术的飞速发展，越来越多的用户将自己的数据外包给云服务器，但是云服务器在为用户提供高质量的数据存储服务的同时，也对用户的数据隐私产生了很大的威胁。为了保证用户的敏感数据不被泄露，数据拥有者在将数据上传到云服务器之前，大多采用密码技术，将数据加密存储，于是，一些关于加密数据的搜索技术应运而生。将数据加密后存储在云服务器中，无论是云服务器管理员还是外部攻击者都无法获取数据真实内容，保护了用户的隐私性。但这给密文数据的信息检索带来了极大挑战，特别是在非可信环境下，如何对密文提供高效安全的搜索方案引起了普遍关注。

可搜索加密技术最早被提出时，是使用对称密钥对文档中的每个单词采用双层结构加密，但是全文搜索的方式效率太低，后又被提出基于关键词的公钥可搜索加密系统，使得任何拥有公钥的用户都可以向服务器存储数据，只有拥有私钥的用户才可以搜索关键词，但是这种基于双线性对的结构使得检索效率很低，不适合大规模数据的云计算环境。

为了更好满足搜索请求，关键词模糊搜索方案被提出，通过构造关键词模糊集，来容忍用户搜索时输入拼写错误和格式不一致的情况，但是缺点是无法搜索与关键词语义相关的文档。

现有的研究方法中虽然有些加密方法支持语义模糊搜索、多关键词搜索、并行搜索、相似性检索等检索方法，但是却不能将语义相似度参与到文档的评分中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于关键词语义排序的可搜索加密方法，在带关键词语义模糊搜索的基础上，通过对关键词进行提取，构建索引向量，使用关键词语义作为文档特征，实现了多关键词排序密文检索，使得用户能够快速找到最相关数据，减轻了网络流量方面的开销，提高了搜索的精确性。此外，通过利用混合云模型，即系统模型中包含一个公有云服务器和一个私有云服务器，最大限度地利用服务器资源，降低终端的计算开销，同时使模型具有较高的安全性。

为了达到以上目的，本发明提供了一种基于关键词语义排序的可搜索加密方法，该方法包含以下步骤：

S1、数据拥有者从明文文档集中抽取关键词，得到关键词集合，再生成一个加密明文文档集的密钥SK，并将生成的加密明文文档集的密钥SK发送给授权用户；

S2、数据拥有者根据关键词集合构建文档标记向量并创建安全索引树，然后将文档标记向量发送给私有云服务器，将安全索引树发送给公有云服务器；

S3、数据拥有者使用密钥SK对明文文档集进行加密，得到密文文档集，将得到的该密文文档集发送给公有云服务器；

S4、授权用户输入要搜索的关键词集合，根据要搜索的关键词集合得到查询标记向量和陷门，然后将该查询标记向量发送给私有云服务器，将该陷门发送给公有云服务器；

S5、私有云服务器对授权用户发送的查询标记向量与数据拥有者发送的文档标记向量进行匹配，得到可能包含关键词的候选索引标识符集合，然后将该候选索引标识符集合发送给公有云服务器；