支持多關(guān)鍵詞查詢(xún)的公鑰加密方案研究.pdf

1、隨著信息的膨脹和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的人需要把數(shù)據(jù)存放在擁有大存儲(chǔ)量的服務(wù)器上。為了保護(hù)敏感信息，通常會(huì)將私有數(shù)據(jù)加密后再存儲(chǔ)到服務(wù)器上。這將會(huì)帶來(lái)另一個(gè)難題，即在不泄露數(shù)據(jù)信息的情況下，如何對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地關(guān)鍵詞查詢(xún)，從而使得支持關(guān)鍵詞查詢(xún)的公鑰加密方案成為了研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有研究主要集中在兩個(gè)方面：第一，構(gòu)造查詢(xún)功能更豐富的方案，比如支持析取關(guān)鍵詞查詢(xún)，布爾查詢(xún)，以及范圍查詢(xún)等等；第二，對(duì)已有的方案進(jìn)行改進(jìn)，使得該方案更高效更

2、安全。然而現(xiàn)有研究在功能、效率和安全上仍有待改進(jìn)，為此，本文的研究重點(diǎn)就是如何構(gòu)造查詢(xún)功能更強(qiáng)且效率更優(yōu)的公鑰加密方案，取得了以下研究成果：
　?。?）利用一元n次方程根與系數(shù)的關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種將索引詞集合與查詢(xún)?cè)~集合轉(zhuǎn)化成正交向量集合的方法，該方法構(gòu)造出的向量蘊(yùn)含了關(guān)鍵詞信息。基于上述向量集合以及雙線性配對(duì)函數(shù)工具，構(gòu)造了一個(gè)支持析取關(guān)鍵詞查詢(xún)的公鑰加密方案。相比于現(xiàn)有的同類(lèi)方案，提出的方案在時(shí)間和空間復(fù)雜度上更優(yōu)。此外，根據(jù)選

3、擇關(guān)鍵詞攻擊下的不可區(qū)分性（IND-CKA）安全概念，提出了一個(gè)叫做0-安全的安全性定義，并證明了提出的方案在0-安全定義下是安全的。
　?。?）不少應(yīng)用所涉及的查詢(xún)關(guān)鍵詞的數(shù)量是有限的，基于該應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)了一個(gè)將索引關(guān)鍵詞集和查詢(xún)關(guān)鍵詞集分別轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)度為N的“0-1”字符串的通用方法，其中N為所有可用查詢(xún)關(guān)鍵詞的個(gè)數(shù)。利用該方法和支持內(nèi)積的謂詞加密方案，提出了一個(gè)可同時(shí)支持析取和合取關(guān)鍵詞查詢(xún)的公鑰加密方案，并證明了該方案是I

4、ND-CKA安全的。這是第一個(gè)對(duì)加密數(shù)據(jù)同時(shí)支持合取與析取關(guān)鍵詞查詢(xún)的公鑰加密方案。
　?。?）根據(jù)范圍值可以壓縮的性質(zhì)，提出了一種將范圍值轉(zhuǎn)換成“0-1-*”字符串的方法。利用該方法與支持內(nèi)積的謂詞加密方案，構(gòu)造了一個(gè)新的支持多維范圍查詢(xún)的公鑰加密方案。相比現(xiàn)有的同類(lèi)方案，所提出方法構(gòu)造的方案不僅是適應(yīng)性安全的，且匹配時(shí)間和陷門(mén)長(zhǎng)度都有所減少。此外，由于該方案是基于謂詞加密方案的，因此當(dāng)效率更優(yōu)的謂詞加密方案出現(xiàn)時(shí)，該方案的效率