基于云加密数据的多数据拥有者安全搜索机制

摘要

随着云计算的快速发展，越来越多的用户偏向于将本地数据上传到云端，以享受云计算提供的便捷、经济的存储管理服务。然而用户的数据往往涉及其个人隐私，如果直接将明文数据上传到并非完全可信的云端，就可能导致用户的隐私信息遭到泄露。为了保护自己的隐私数据，用户往往会先对数据进行加密，然而直接采用现有的加密算法对数据进行加密处理会使得检索云端的密文数据成为一个难题。
　　为了解决这一难题，可搜索加密机制应运而生，它能够保证用户在其隐私信息不被泄露的前提下使用云计算提供的服务，并且能够对云端存储的密文数据进行检索操作。目前已有的可搜索加密机制一般只适用单个数据拥有者（上传数据的用户）的应用情景，很少有针对多个数据拥有者的可搜索加密机制。
　　本文提出了一种新的基于多个数据拥有者的多关键词排序可搜索加密机制。新机制通过全局相关度计算机制（GCS）在全局文档频率的基础上来计算相关度分数，以此来提高该机制的检索精确度；通过关键词转换机制（KCS）使得由不同数据拥有者加密相同的关键词得到的不同密文形式经过关键词转换机制处理之后会得到相同的密文结果，以此来消除由不同的数据拥有者分别加密关键词时带来的数据冗余问题；通过构建可变关键词平衡二叉树作为索引结构，使得检索时不必再遍历树中每个结点，以此来提高检索操作的效率。模拟实验表明，本文提出的多数据拥有者多关键词排序可搜索加密机制是可行的。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 文章主要工作和组织结构

2 技术背景介绍

2.1 TF-IDF相关度评估

2.1.1 概念介绍

2.1.2 计算方法

2.2 余弦相似性算法

2.3 关键词平衡二叉树

2.4 加法保序加密算法

2.5 加法同态加密算法

3 基于多数据拥有者的可搜索加密方案

3.1 系统模型

3.2 方案设计

3.2.1 关键词转换机制

3.2.1 全局相关度计算机制

3.2.1 可变关键词平衡二叉树

3.3 方案流程

3.3.1 初始化

3.3.2 关键词处理

3.3.3 陷门生成

3.3.4 索引树构建

3.3.5 检索

4 实验结果及方案分析

4.1 实验环境

4.2 实验结果

4.2.1 索引生成

4.2.2 陷门构建

4.2.3 检索

4.2.4 重加密

4.3 安全性分析

4.3.1 文档安全

4.3.2 关键词安全

4.3.3 陷门安全

4.3.4 相关度分数安全

结论

参考文献

致谢