[发明专利]一种并行化和结构化公钥可搜索的加密方法

说明书

本发明公开了一种结构化可搜索加密方法，包括：根据系统预设的安全参数构建对应的双线性映射，并根据双线性映射获得主公钥PK和主私钥SK；发送方根据主公钥PK初始化可搜索密文结构，并输出对应的结构共有头部Pub和私有状态Pri；发送方根据主公钥PK和关键字W的私有状态Pri，为关键字W生成对应的密文C，并将生成的可搜索密文上传到服务器；接收方根据待搜索关键字W生成检索陷门T_W并提交给云服务器，并根据子陷门检索所有可搜索密文并得到对应的可搜索密文。本发明实现了在公钥加密机制下的云存储系统中密文数据的生成、密文数据的并行化检索。本发明对于同一个关键字，子陷门的生成过程是独立的，能并行地完成同一个关键字的不同可搜索密文的检索。

技术领域

本发明属于密码学和云存储技术安全领域，更具体地，涉及一种并行 化和结构化公钥可搜索的加密方法。

背景技术

云存储是一种新兴的网络存储技术，由云服务提供商将存储资源放到 云上供用户使用从而解决用户存储问题的新方法，用户可以在任何时间、 任何地点，通过任何可联网设备连接到云存储服务器上方便地存取自己的 数据。虽然云存储技术为用户节省了大量的存储空间，提供了方便的数据 存取服务，但是由此带来的数据安全问题也是不容忽视的。为了保证用户 隐私数据的机密性，越来越多的公司和用户选择将数据加密后再存储到云 服务器中，但是用户如何对加密数据进行搜索便成了一个难题。为了有效 地解决这个问题，可搜索加密近几年在国内外得到了广泛的研究和发展。 从密码学的角度来看，目前的工作可以分为两大类，公钥可搜索加密 (PEKS)和对称可搜索加密(SEKS)。

对称可搜索加密(SEKS)最早是被Song等人提出来的，他们实例化 方法的搜索时间和数据库的大小线性相关。后续的一些工作根据这样的研 究思路去改进Song的原始方法。

Boneh等人介绍了基于关键字搜索的公钥加密(PEKS)，在该方法中， 任何一个知道接收者公钥的人都可以为服务器更新关键字的可搜索密文。 接收者可以将关键字的搜索委派给服务器。现有的语义安全PEKS方法的 检索时间和密文空间线性相关，这导致其很难应用于大型数据库。因此， 高效率的检索对于实际部署PEKS方法是很重要的。

在公钥可搜索加密方向，徐鹏等人在文献中开创性地提出了具有隐藏 结构的公钥可搜索加密方法(SPCHS)，并证明了该方法在随机(RO)模 型下具有语义安全性。该方法有效地解决了在基于关键字检索的公钥可搜 索加密领域的效率问题，在此之前，具有语义安全性的公钥可搜索加密方 法的检索时间和密文的数量线性相关，该方法首次实现了检索时间只与包 含检索关键字的密文的数量相关。但是，在该方法中，因为同一个关键字 的可搜索密文之间具有隐藏的链式结构，导致了其在实际应用中不能很好 地支持并行检索。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种并行化和结构化公 钥可搜索的加密方法，旨在解决现有技术中由于同一个关键字的可搜索密 文之间具有隐藏的链式结构导致其在实际应用中不能支持并行检索的问 题。

本发明提供了一种并行化和结构化公钥可搜索公钥的加密方法，包括 以下步骤：

步骤1：根据系统预设的安全参数构建对应的双线性映射，并根据所述 双线性映射获得主公钥PK和主私钥SK；

步骤2：发送方根据主公钥PK初始化可搜索密文结构，并输出对应的 结构共有头部Pub和私有状态Pri；

步骤3：发送方根据主公钥PK和关键字W的私有状态Pri，为关键字W 生成对应的密文C，并将生成的可搜索密文上传到服务器；

步骤4：接收方使用所述主私钥SK并根据待搜索关键字W生成检索陷门 T_W并提交给云服务器，云服务器根据该搜索陷门生成搜索子陷门，并根据 子陷门检索所有可搜索密文并得到对应的可搜索密文。

更进一步地，步骤1中，所述主公钥所述主私钥SK＝α；