[发明专利]一种支持多密钥的加密图像检索方法

权利要求书

1.一种支持多密钥的加密图像检索方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，密钥生成：给定安全参数κ，密钥生成中心输出系统参数G和Γ、图像加密密钥k、私钥sk和公钥pk，G为双线性对参数，Γ为秘密参数；

步骤二，图像加密：图像拥有者用图像加密密钥k加密明文图像集M，输出密文图像集C；

步骤三，密钥转换：图像拥有者将图像加密密钥k加密成k′，并生成转换密钥TK_UID，输出重加密密钥Λ；

步骤四，索引生成：图像拥有者用参数Γ对明文图像M进行预处理，对图像特征向量进行加密，输出索引I；

步骤五，陷门生成：图像查询用户利用参数Γ计算查询图像m_q特征向量的哈希值，同时加密特征向量，输出查询陷门TD；

步骤六，检索：云服务器根据查询陷门TD匹配索引集I，在图像密文集C中搜索出对应的密文结果，将密文结果对应的拥有者Λ中的k′重加密成k′_UID；检索的具体方法如下：

第一步，云服务器接收到查询陷门TD后，检索加密索引表得到与陷门匹配的相似图像标识符候选列表；

第二步，计算加密向量内积值，用于表示图像之间的相似度，

其中为扩展后的查询向量，T为矩阵的转置，为加密的索引向量，δ为随机数，为矩阵M₁的逆，a为向量分裂后的第一分量，b为向量分裂后的第二分量，f_q为查询图像m_q对应的特征向量，f_i,t为图像拥有者i的第t幅图像m_i,t对应的特征向量；

第三步，云服务器依次计算候选列表中每幅图像m_i,t与查询图像m_q的内积值，进而判断图像之间的相似度，内积值越小，相似度越高，依次类推，云服务器根据内积值可选出前r个最为相似的加密图像；

第四步，根据r个图像对应的密钥密文k′_i及转换密钥TK_UID计算也就是计算如下

其中，e为映射关系，ε_i为第一随机数，sk_o为图像拥有者的私钥，g为双线性映射中群G的生成元，F为双线性映射e(g,g)的值；

第五步，云服务器将和前r个最为相似的加密图像返回给身份为UID的用户；

其中，表示第一重加密密钥密文分量：表示第二重加密密钥密文分量：

步骤七，解密：身份为UID的用户用其私钥能够解密出图像加密密钥k_i，进而解密出明文图像。

2.根据权利要求1所述的一种支持多密钥的加密图像检索方法，其特征在于，步骤一中，双线性对参数G＝(G,G_T,e,p,g)；

其中，G和G_T分别为素数p阶乘法循环群，e为映射关系，g为群G的生成元；

秘密参数

其中，υ为一个d+α+1维的随机二值向量，M₁和M₂为两个(d+α+1)×(d+α+1)维的随机可逆矩阵，为λ个哈希函数，为LSH函数族，为L个哈希表的加密函数，为α个随机数；

其中，为w个图像加密密钥，(sk_o,pk_o)为拥有者公私钥对，满足为u个用户的公私钥对，满足身份为UID的用户分配公私钥对(sk_UID,pk_UID)，满足

3.根据权利要求1所述的一种支持多密钥的加密图像检索方法，其特征在于，步骤二中，图像拥有者利用对称密钥加密算法，将明文图像集M_i用图像加密密钥k_i加密成密文图像集C_i，将w个用加密密钥加密的密文图像集发送给云服务器存储。