可排序的多关键词合取和析取密文查询系统

摘要

由于云环境是半可信的（忠实的执行用户的操作但是对用户的数据好奇），数据拥有者在使用云存储服务时，需要将私有数据加密后以密文的形式存储到云端。但是加密会破坏数据原有的特性，因此，研究在云环境密文下对多个关键词进行合取、析取查询并根据查询结果的相似度进行排序的高效且安全的查询方法，具有重要意义。
　　针对非对称的向量积保持加密（Asymmetric Scalar-product Preserving Encryption，ASPE）方案在完成文档索引的加密和查询陷门的生成时，存在不满足安全索引的非关联性的问题，根据单侧可逆矩阵具有多个不同的单侧逆矩阵的特性，改进了ASPE方案，使得安全索引具有非关联性，从而保障了因素数据的安全。
　　针对现有的云环境密文下可排序的多关键词合取、析取查询方案的查询时间会随着文档数量的增加而线性增长的问题，我们构造了基于完全二叉树结构可动态更新的安全索引树，并且可以根据文档的增加或者删除动态的更新安全索引树中的节点。在查询时，根据对中间节点的合取、析取查询剪枝和结果排序剪枝来减少查询时的时间，使得查询功能的时间复杂度为文档数量的对数阶，从而更好地满足文档数量较多的场景。
　　基于改进的ASPE方案和安全索引树我们设计了一个云环境密文下可排序的多关键词合取和析取查询系统。我们对该查询系统进行了正确性和安全性分析，最后实验验证了查询的正确和高效。根据实验结果可知，该查询系统适用于云环境密文下可排序的多关键词合取、析取查询的应用场景，且与现有的方案相比，该系统的查询性能更高。与改进前的ASPE方案相比，改进的ASPE方案性能也不受太大的影响。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究概况

1.3 课题主要研究工作

1.4论文结构

2 支持可排序的多关键词合取和析取查询系统设计

2.1应用场景分析

2.2查询系统的总体设计

2.3关键技术方案

2.4本章小结

3查询系统的实现

3.1索引加密矩阵的生成

3.2安全索引树的构造

3.3查询陷门的构造

3.4可排序的多关键词合取和析取查询

3.5安全索引树的更新

3.6 正确性和安全性分析

3.7本章小结

4 实验设计和结果分析

4.1实验环境和目标

4.2 实验结果和分析

4.3 本章小结

5总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

致谢

参考文献