[发明专利]安全云存储中的正则语言检索系统

说明书

本发明涉及一种安全云存储中的正则语言检索系统。该体系的加密算法的输入为一个公钥和利用任意长度字符串描述的正则语言，生成的密文被发送给云服务器；在数据检索阶段，用户定义一个确定性有限自动机并利用其私钥生成的陷门，定义了一组状态转移集合、初始状态和接受状态。当且仅当嵌入在密文中的正则语言被的陷门接受时，该文档被视为匹配文档。本发明可以容纳任意多的符号，并且可以随时增添新的符号，大大提高了方案的实用性；此外，还能减少用户无线终端的存储开销，便于系统的灵活扩展。

技术领域

本发明涉及一种安全云存储中的正则语言检索系统

背景技术

云存储是一种新兴的存储模式，可以为用户提供可扩展、灵活和按需付费的服务。对于个人使用来说，用户可以随时随地使用任何设备访问他们的数据。当一组用户使用云存储时，它允许群组成员同步并管理所有共享文档。此外，它还为用户节省了用于购买存储设备的资金投入。云存储在为客户提供便利的同时也引起许多安全隐私问题。所有数据存储在云服务提供商的多个服务器上，因此客户无法完全掌握其数据。由于服务器可能被黑客入侵，或者内部人员可能泄露数据来获取商业利益，因此用户们担心文档的隐私问题。用户希望采用加密技术来保护数据的机密性，又引发了另一个问题：如何在大量密文上进行数据检索。用户不可能下载所有存储信息对其解密进而再对明文进行检索，并且不能承受巨大的传输开销和漫长的数据检索时间。

可搜索加密技术不仅可以对数据进行加密保护，而且能够在不破坏数据隐私的前提下支持高效的搜索功能。用户利用其私钥生成搜索陷门并将其发送给云服务器。接收到陷门后，云服务器在不对密文进行解密的前提下对加密数据进行搜索。在数据检索过程中，云服务器不会得到任何有关加密数据的明文信息和用户搜索内容的信息。然而，大多数可搜索加密方案只支持基本的搜索模式，例如单一关键词搜索，连结关键词搜索和布尔搜索。云计算是竞争激烈的行业，提供良好的用户体验至关重要。

虽然云计算是下一代网络的服务模式，但是安全和隐私问题是阻碍其在实际应用中被广泛接受的主要障碍。Chang等人研究了云计算的安全性，包括防火墙、访问控制、身份管理、入侵防御和聚合加密。Zheng等人提出一种移动架构来实现远程驻留多媒体服务安全访问。有人研究了商业云的安全架构，它实现了安全可靠的云服务并且能够安全处理大量数据。

可证明的数据持有(PDP)为云计算提供了一种概率验证方法来证明用户的数据完整性。Barsoum等人研究了PDP构造的设计原理，并指出了现有PDP模型的局限性。Wang等人提出了一种用于多个云服务器存储的基于身份的PDP模型。它取消了复杂的证书管理，并能够进行多种类型的验证。Li等人研究了资源受限设备中的可证明持有方案，减少了大量计算开销，实现了动态数据操作。Omojte等人提出了一种轻量级编码方案来支持多个用户。

可搜索加密技术可以保护数据隐私，同时支持用户对加密文档进行查询。自从Song等人提出这个概念以来，它引起了越来越多的关注。Wang等人利用一对多保序映射方法在加密文件中实现了关键词排序搜索方案。Liu等人减少了查询开销，并将查询分类为多个等级。Xu等人结合公钥加密和模糊关键词搜索设计了模糊关键词搜索的公钥加密框架。Li等人引入了相关度分数和偏好因子使其能够进行精确的关键词搜索，并利用分类的子字典来提高效率。

Cui等人引入了密钥聚合可搜索加密的概念，使得数据拥有者只向用户发送单个密钥就能共享大量文档。Yang等人设计了一个基于时间的可搜索加密方案，搜索权限在指定的时间内被授予给用户。有人引入了基于属性的加密机制用于可搜索加密从而能够对搜索权限进行细粒度访问控制。Chen等人提出了一种双服务器模型来抵抗关键词猜测攻击。有人研究了基于格的加密技术从而构造后量子时代的可搜索加密方案。