基于中文关键字的密文模糊检索技术研究

摘要

在当前这个信息网络飞速发展的时代，全球范围内信息数据正朝着网络化平台发展，用户间的数据共享交流变得更为实时和便捷。随着行业领域的不断发展和变革，产生的数据越来越多，数据量正呈指数级增长。传统的数据存储和使用方式已经无法满足用户的需求，越来越多的数据被迁往云服务器，然而由于云服务器和用户处于不同的可信域中，存在一定的风险。为了保护用户数据的安全和完备，防止敏感信息的泄露和抵挡恶意攻击者的攻击，一般选择将数据加密后以密文的形式保存到云服务器。利用云服务器庞大的存储空间和强大的运算能力，可以实现数据快速检索。传统的密文检索方案是通过对关键字的精确匹配来实现的，其没有容错性，错误的输入导致错误的输出。而在实际检索过程中，难免会遇到用户输入的检索请求存在错误的情况，如何在保证高效检索的前提下，提高检索的查全率和查准率是密文模糊检索研究的方向之一。本文旨在解决中文关键字的密文模糊检索问题。
　　首先，分析了使用现有的模糊集构造方法对中文关键字构造模糊集时可能存在的问题。结合中文汉字的音形表意特性，提出了基于中文关键字的易混淆拼音模糊集和形近字模糊集构造方法，从而提高了模糊集的容错性。然后通过分析传统的明文倒排索引结构，结合改进后的关键字权重计算方法，设计了一种能抵抗语义分析的索引结构。在索引加密时，采用保序加密的方式进行加密，既能抵抗统计分析又能提高检索准确度。
　　其次，对密文模糊检索方案进行了研究，在本文提出的索引结构的基础上，给出了相应的加密机制和密钥管理方法。使用特征多叉树的形式来实现密文索引并完成检索，使得具有相同前缀的序列位于同一节点下，缩小了索引存储空间的同时提升了检索性能。在结果集排序时，结合模糊集中关键字的模糊度和权重值对结果进行排序。
　　最后，根据关键字模糊集构造方法和密文模糊检索方案，设计了一套支持中文关键字的密文模糊检索原型系统，分析了系统的检索效率和性能，并对模糊集和索引的规模及构造时间等进行了测试分析。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容

1.4论文组织及结构

第2章 模糊集构造及索引结构设计

2.1存在的问题

2.2关键字模糊集构造方案

2.3索引结构设计

2.4本章小结

第3章 可搜索加密方案设计

3.1方案介绍

3.2方案具体描述

3.3方案构造

3.4本章小结

第4章 原型系统设计及分析

4.1系统总体框架

4.2系统详细描述

4.3系统安全分析及性能分析

4.4小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献