[发明专利]一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法

权利要求书

1.一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.搜索用户根据目标圆形查询范围产生搜索令牌，并将搜索令牌上传至云服务器；所述搜索令牌包括第一正方形和第二正方形的查询范围，第一正方形为目标圆形的内接正方形，第二正方形为目标圆形的外接正方形；

b.云服务器根据搜索令牌进行搜索得到中间搜索结果，并将中间搜索结果和搜索令牌发送到可信第三方；所述云服务器中存储有加密的空间数据：采用R树作为数据索引结构，在明文的环境下，所有的数据点都被使用对应的分组策略分成区块，区块是R树的最小外接矩形，R树的叶子节点对应于空间数据库的数据点；

所述中间搜索结果为搜索第一正方形与第二正方形与区块相交的数据点在第一正方形与第二正方形之间的数据点的集合；

c.可信第三方解密中间搜索结果和搜索令牌，在明文条件下检查哪些结果没有在目标圆形查询范围内，并将错误的结果过滤后将剩下的最终搜索结果重新加密后返回云服务器；

d.云服务器将最终所搜结果发送给搜索用户。

2.根据权利要求1所述的一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法，其特征在于，步骤a中所述搜索用户根据目标圆形查询范围产生搜索令牌的具体方法为：搜索用户输入圆心和圆的半径，假设圆心为(X，Y)，半径为R，则可获得第一正方形查询范围Q_in为第二正方形查询范围Q_ex为{(X-R,Y-R),(X+R,Y+R)}。

3.根据权利要求2所述的一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法，其特征在于，步骤a中所述第一正方形和第二正方形的查询范围经过非对称的向量积保持加密算法加密后上传至云服务器。

4.根据权利要求3所述的一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法，其特征在于，步骤b中所述云服务器中存储有加密的空间数据，空间数据具体加密方法为：采用R树作为数据索引结构，在明文的环境下，所有的数据点都被使用对应的分组策略分成区块，区块是R树的最小外接矩形，R树的叶子节点对应于空间数据库的数据点；采用非对称的向量积保持加密算法对区块进行加密：使用V∈R^d来表示最小外接矩形的顶点，并且使用非对称的向量积保持加密算法来加密顶点，非对称的向量积保持加密算法将V的维数扩展，得到V₊＝(V^T|1)^T，然后通过使用矩阵密钥M进行加密得到V_E＝M^-1V₊；其中，矩阵密钥M为一个可逆的(d+1)×(d+1)矩阵；则云服务器中存储的加密的空间数据至少包括加密数据点、R树的双亲节点和孩子节点的关系。

5.根据权利要求4所述的一种针对加密的空间数据的圆形范围搜索方法，其特征在于，步骤b中所述云服务器根据搜索令牌进行搜索的具体方法为：

根据步骤a中生成的第一正方形查询范围和第二正方形查询范围，判断查询范围的四个边是否与区块相交，若是，则依次判断该节点的子节点是否与查询范围的相交，重复查询直至数据点为止，遍历查询范围的所有边后退出该步骤并将相交的数据点生成中间搜索结果。