[发明专利]基于车联云系统的安全高效的密文检索方法、车载系统

权利要求书

1.一种基于车联云系统的安全高效的密文检索方法，其特征在于，所述基于车联云系统的安全高效的密文检索方法采用二叉树嵌套于B+树的混合索引结构，文件标识按照关键字的权重值进行排序；当数据检索者提交关键词时，超级节点对混合结构进行检索并将相关的参数发送到云服务商；云服务器进行比对检查和将文件发送回数据检索者；

所述基于车联云系统的安全高效的密文检索方法包括以下步骤：

步骤一，上传关键词信息

(1)数据拥有者为每个文件生成一个专属的文件标识F_ID；

(2)数据拥有者对文件中的关键词信息进行提取，利用排序函数计算关键词的TF值；

(3)数据拥有者将关键词的TF值、哈希值、文件标识F_ID、数据拥有者自身的身份信息U_ID和用用户私钥SK_U加密的文件头上传至超级节点：

步骤二，建立/更新索引结构

(1)超级节点在接收到数据拥有者发来的信息后，计算每个关键词的IDF(kw_n)值，然后利用排序函数得到每个关键词的权重值

(2)超级节点利用权重值和哈希值H(kw_n)对索引树进行建立和更新；

(3)索引树的结构由二叉树嵌套于B+树中构成，从而能够同时将关键词信息和文件信息进行排序，同时大幅提升检索效率；

步骤三，单关键词密文检索

如果检索内容是单关键词kw，超级节点会接收到每个关键词的哈希值、相应的头部密文Head，并根据其对应的哈希值对混合索引结构进行检索，将对应文件的{FID,UID,HEAD}发送到云服务器；

步骤四，多关键词密文检索

如果检索内容包含多关键字{kw₁,kw₂,...,kw_t}，超级节点会接收到每个关键词的哈希值、相应的头部密文Head和逻辑符AND或OR，超级节点对混合索引结构进行检索，得到每个关键词kw_t(1≤t≤n)对应的并根据逻辑符进行相应运算：

如果逻辑符为AND的关键词集为{kw₁,kw₂,…kw_m},(1≤m≤n)，则按照如下公式对关键词权重值进行计算：

如果逻辑符为OR的关键词集为{kw_m+1,kw_m+2,…kw_n}，则按照如下公式对关键词权重值进行计算：

超级节点根据上述权重值检索排序树得到{F_ID1,F_ID2,…F_IDk}，最后将发送至云服务商；

步骤五，解密下载

(1)云服务器接收到文件标识F_ID、检索者U_ID和用检索者的私钥加密得到的文件头后，云服务器获取对应的文件，并对文件的文件头和检索者提交的进行对比，以此验证检索者的有效身份；

(2)云服务器将加密文件发送至检索者，检索者利用数据拥有者的共享私钥进行解密下载。

2.如权利要求1所述的基于车联云系统的安全高效的密文检索方法，其特征在于，所述步骤一的(2)中计算TF值是数据拥有者提取关键词为kw₁,kw₂,…kw_n，关键词在文件中出现的次数为t₁,t₂,…t_n，其中文件中单词总数为N，计算TF(kw_n)值：

所述步骤一的(1)中计算IDF值，设置d_n为包含该关键词的文件数，总文件数为D，则计算IDF(kw_n)值为：

然后超级节点计算权重值得到：

3.如权利要求1所述的基于车联云系统的安全高效的密文检索方法，其特征在于，所述步骤一的(3)采用文件头机制，数据拥有者在上传文件时，用自己的私钥对128比特的‘0’字符串进行加密，将计算结果作为文件头上传给超级节点。