[发明专利]一种基于混合索引的多关键词密文排序检索方法

摘要

本发明公开了一种基于混合索引的多关键词密文排序检索方法，包括两个阶段：第一阶段为数据预处理和外包，首先加密明文文档，并生成加密文档向量；其次，将关键词对应的文档集合进行等长分块，并为各分块构造块向量；然后，加密块向量，并构造出查找表和分块倒排索引；最后，将生成的加密文档和分块倒排索引外包至云服务器，将密钥和查找表共享给授权用户。第二阶段为多关键词密文排序检索，首先，授权用户利用查找表生成检索陷门并作为检索指令发送至云服务器；然后，云服务器执行排序检索，并将密文检索结果返回给授权用户，此时，授权用户通过解密获得明文检索结果。采用本发明可在保护数据隐私且不降低检索精度的同时，提高检索效率。

主权项

1.一种基于混合索引的多关键词密文排序检索方法，其特征在于：该方法包括两个阶段：第一阶段：数据预处理和外包阶段；第二阶段：多关键词密文排序检索阶段；所述数据预处理和外包阶段包括以下步骤：(1a)数据拥有者生成密钥K＝{sk，S，M，M₁，M₂}，其中sk为文档加密密钥，S为随机向量，M、M₁和M₂为随机可逆矩阵；(1b)数据拥有者对原始文档集合进行预处理，针对文档集合中的每一个文档生成其对应的文档向量，并利用密钥sk对文档本身进行加密，利用S、M₁和M₂对文档向量进行加密；(1c)数据拥有者对每个关键词对应的文档集合(包含该关键词的文档集合)进行等长分块，并构造每个分块的块向量；(1d)数据拥有者利用密钥M对(1c)生成的块向量进行加密，并结合(1b)生成的加密文档向量，构造查找表和不可区分的加密分块倒排索引；(1e)数据拥有者将加密分块倒排索引和加密文档集合发送至云服务器，将密钥和查找表共享给授权用户；所述多关键词密文排序检索阶段包括以下步骤：(2a)授权用户根据检索需求生成检索向量，并利用在步骤(1e)中获得的查找表，生成与检索关键词集合对应的过滤向量；(2b)授权用户利用在步骤(1e)中获得的密钥M首先对过滤向量进行处理，其次利用密钥S、M₁和M₂对检索向量进行处理，最终和检索需返回的文档数量k一同生成检索陷门；(2c)授权用户将检索陷门发送至云服务器后等待接收检索结果；(2d)云服务器接收到步骤(2c)中授权用户发来的检索陷门后，根据步骤(1d)中获得的加密分块倒排索引，首先采用深度优先遍历和剪枝的方式来计算加密块向量和检索陷门中提供的过滤向量的内积，确定内积不为零的分块作为候选分块；然后将候选分块对应的倒排列表中的每个倒排项与检索向量进行内积，获取内积计算结果最大的k个文档；最后，云服务器将k个文档对应的加密文档返回给授权用户；(2e)授权用户接收到云服务器发送的加密文档后，利用步骤(1e)中获得的密钥sk进行解密，进而获得明文检索结果。