一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法技术

本发明专利技术请求保护一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，包含数据所有者、云服务器和用户。包括以下步骤：密钥生成阶段，生成密钥和公共参数。索引构建阶段，数据所有者使用分段线性混沌映射、AND

【技术实现步骤摘要】
一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法


[0001]本专利技术属于信息安全技术及基于云的物联网
，是一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，可用于在云的智能处理数据业务中。

技术介绍

[0002]近年来，云计算得到了极大的普及，因为它可以极大地降低存储成本，并且一些存储的数据由于包含敏感信息而需要适当的保护，如企业财务信息、企业税务信息、个人电子邮件、个人健康和医疗记录等。然而，数据所有者和云服务器并不总是在同一可信域，可能导致数据泄漏风险引用。由于用户无法对数据进行控制，可能会遭受来自云存储服务器供应商的内部攻击或来自黑客的外部攻击。近年来，许多公司都发生了严重的数据泄露事件。为了防止敏感数据在外包存储时泄漏，一个可能的解决方法是在外包之前加密数据。而这将与数据的可用性发生冲突，因为人们不能执行常见的操作,比如检索加密数据。
[0003]为了安全地搜索加密数据，近年来已经开发了可搜索的加密技术。此外，当用户输入时，偶尔会出现轻微的拼写错误和格式不一致。然而，现有的可搜索加密方法大多只支持精确搜索，无法解决这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：密钥生成阶段，生成密钥和公共参数；索引构建阶段，数据所有者使用分段线性混沌映射、AND
‑
OR结构级联的minhash函数、布隆过滤器、倒排索引和矩阵设计了一种索引结构；陷门生成阶段，用户利用短语生成陷门；短语搜索阶段，云服务器检查存储的加密索引，并返回中间加密结果；用户收到后，将其解密，并将获取的文件标识符返回给云服务器；云服务器返回响应的加密文件，用户解密文件；更新令牌生成阶段，用户生成令牌发送给云服务器；索引更新阶段，云服务器根据令牌更新索引和文档。2.根据权利要求1所述的一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，所述密钥生成阶段，生成密钥和公共参数，具体包括：(1)给定安全参数β，从同一个局部敏感哈希函数族里随机选取k
×
λ个minhash函数H1，选取密钥生成算法SKGen()，选取两个单项散列函数H2和H3；(2)sk1←
SKGen(1
β
)，sk2←
SKGen(1
β
)，sk3←
SKGen(1
β
)，认证用户之后，通过安全信道将sk2分别传送给云服务器和用户，将sk1,sk3通过安全信道传送给用户；密钥为{sk1,sk2,sk3}，公共参数为{k,λ,H1,H2,H3}。3.根据权利要求2所述的一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，所述分段线性混沌映射具体包括：Piecewise Linear Chaotic Map(PWLCM)被描述为：其中，x
n
∈(0,1),p∈(0,0.5)。x
n
为第n次得到的函数值，x
n
‑1为第n
‑
1次得到的函数值，F[x
n
‑1]表示输入值为x
n
‑1的函数值，p表示一个小数，F(1
‑
x
n
‑1)为输入值为1
‑
x
n
‑1的函数值。4.根据权利要求3所述的一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，所述AND
‑
OR结构的minhash函数，具体包括：minhash是一种LSH函数族，它用于Jaccard距离，Minhash对集合中的每个元素使用随机hash函数，并选取所有hash值中的最小值；满足以下两个条件的hash函数称为(d1,d2,p1,p2)
‑
sensitive:(1)如果d(x,y)≤d1，则h(x)＝h(y)的概率至少为p1；(2)如果d(x,y)≥d2，则h(x)＝h(y)的概率至多为p2；其中，d(x,y)表示x和y之间的距离度量；d1表示情况(1)的距离，d2表示情况(2)的距离，p1表示情况(1)下的概率，p2表示情况(2)下的概率；而AND和OR操作的级联可以生成更多的hash table，使p1更接近于1，p2接近于0；
使用k个随机函数实现AND结构后，其结构表示为g＝(h1,h2,...,h
k
)；h1,h2,...,h
k
分别表示k个不同的哈希函数算出的哈希值。此时，若g(x)＝g(y)当且仅当g(x)、g(y)分别表示输入值分别为x、y时得到的k个哈希值；然后使用λ个不同的AND结构实现OR结构，其结构表示为此时，若f(x)＝f(y)当且仅当由此，可以将(d1,d2,p1,p2)
‑
sensitive函数族变为(d1,d2,p1
’
,p2
’
)
‑
sensitive函数族，其中p1
’
,p2
’
分表表示经过AND和OR操作的级联得到的不同的概率。5.根据权利要求4所述的一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，所述布隆过滤器由一个m位的二进制向量和许多随机映射函数组成，它主要用于查找一个元素是否存在于某个集合中，它是将元素用过随机映射函数映射到二进制向量中来操作的。6.根据权利要求5所述的一种基于前向和后向隐私的高效容错动态短语搜索方法，其特征在于，所述索引构建阶段具体包括：对每个w
i
∈W
D
,i∈[1,Λ]，W
D
为关键词集合，Λ为关键词集合中的关键词个数；(1)将w
i
的每个字母ψ
a
的ASCII码值使用单向hash函数映射成[0，1]内的小数，a∈[1,Y]，Y为w
i
的字母的个数，再将该值使用Piecewise Linear Chaotic Map(分段混沌线性映射)算法映射到区间[0,s]的整数，s为minhash的秘密参数，得到的一组整数为关键词w
i
的编码，将该编码作为minhash的输入；(2)使用AND
‑
OR结构和从同一个局部敏感哈希函数族里随机选取k
×
λ个minhash函数，分别对w
i
进行运算，得到k
×
λ个值x
i,j
∈[1,m],i∈[1,Λ],j∈[1,λ]，这k
×
λ个值形成k个hash table，假设哈希不发生碰撞，将其中每个值x
i,j
映射到一个大小为m的数组γ，m＞|W
D
|
×
k
×
λ，m表示数组γ的大小，W
D
为关键词集合。(3)将变为1，数组γ中和随机γ[x
i,υ
]对应的桶指向一个大小为|D|的数组f＝<f1,...,f
i
，...,f
|D|
>，i∈[1,Λ],υ∈[1,k
×
λ]∧υ≠a
×
λ+1)，其中每个元素为一个链表，链表的第一个元素包含文档标识符id(d
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周由胜，刘可馨，刘媛妮，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：