基于同义词集的密文检索技术研究

摘要

随着大数据时代的来临以及云计算技术的发展，云存储已经成为越来越多的组织和个人选择存储数据的方式。但是，由于用户将数据上传至云服务器后便失去了对数据的控制权，导致用户的数据隐私可能被泄露，这是大多数用户所不能接受的。为了解决该问题，用户选择将数据加密后上传，但是数据的加密处理给用户对数据的查询操作带来了巨大的困难，可搜索加密就是解决在密文数据上进行快速查询的有效方法。可搜索加密分为对称可搜索加密和非对称可搜索加密两种，其中对称可搜索加密因其采用对称加密体制，计算量小，成为了研究热点。 近年来，多关键词搜索和模糊关键词搜索已经成为对称可搜索加密的研究重点，具有极其重要的意义。但是，现有的研究仍然存在以下挑战:(1)现有方案返回文件会夹杂与查询无关文件而降低查询的准确率，因此需要研究出支持多关键词的可搜索加密方案，进一步筛选用户查询文件，提高查询准确率。(2)现有方案查询时破坏了语句原有的语义关系而降低了用户的查询体验，因此需要研究出保留查询语句语义关系又保证安全性的对称可搜索加密方案，满足用户查询需求。 针对以上问题，本文根据现有的对称可搜索加密方案的特点，提出一种基于同义词集的模糊多关键词可搜索加密方案，并且该方案支持文件的动态变化。本文方案基于同义词集WordNet设计了密文索引，密文索引中对WordNet进行编码使得语义相同的词语具有相同的编码，以实现关键词的模糊搜索，并采用Simhash算法对查询关键词编码进行降维以实现多关键词搜索。之后本文提出了一种支持模糊搜索和多关键词搜索的密文搜索算法，并且该算法支持结果排序功能。与已有的多关键词搜索和模糊关键词搜索方案相比，本文方案经过实验对比证明准确率和效率均有提升。并且，通过安全性分析，本文方案在已知背景模型下依然可以保证安全性。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1对称可搜索加密研究现状

1．2．2非对称可搜索加密研究现状

1．2．3存在问题分析

1．3论文研究内容

1．4论文组织结构

第2章基于同义词集的密文索引算法

2．1密文索引结构设计

2．1．1正排索引

2．1．2倒排索引

2．1．3倒排索引的改进

2．2基于同义词集的密文索引算法

2．2．1同义词集WordNet介绍

2．2．2同义词集编码算法

2．2．3哈希算法

2．3密文索引更新策略

2．4倒排索引更新方法

2．4．1树索引结构

2．4．2哈希表索引结构

2．4．3可扩展散列索引结构

2．5本章小结

第3章基于同义词集的密文搜索方案

3．1对称可搜索加密算法

3．1．1线性扫描算法

3．1．2文件索引方案

3．1．3速查表方案

3．2系统模型

3．3安全模型

3．3．1安全性定义

3．3．2威胁模型

3．3．3安全目标

3．4基于同义词集的模糊多关键词搜索算法

3．4．1符号约定

3．4．2算法定义

3．4．3方案基础

3．4．4算法构造

3．4．5方案性能分析

3．5安全性分析

3．5．1文件的保密性

3．5．2关键词隐私

3．5．3搜索陷门的不相关性

3．5．4小结

3．6本章小结

第4章实验与分析

4．1实验环境

4．2实验分析

4．2．1安全参数

4．2．2系统总体效果测试

4．2．3索引生成算法性能测试

4．2．4查询算法性能测试

4．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢