[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

说明书

本发明属于传输控制规程技术领域，公开了一种基于车联云系统的安全高效的密文检索方法、车载系统，数据拥有者在文件中提取出关键词，利用排序算法计算出关键词的权重值与哈希值，并为每个文件生成一个文件标识和文件头，发送给超级节点；数据拥有者对文件进行加密并上传至云服务器进行存储；超级节点利用接收到的相关参数对混合索引结构进行构建和更新；检索者进行关键词检索时，超级节点根据接收到的关键词哈希值对索引结构进行检索，将得到的相关联的文件标识、用户标识和检索者提交的文件头发送给云服务商；云服务商对检索者提交的文件头和云上存储的文件头进行比对，将对应的密文发送给具有访问权限的检索者。本发明安全性强，检索效率高。

技术领域

本发明属于传输控制规程技术领域，尤其涉及一种基于车联云系统的安全高效的密文检索方法、车载系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着车载设备变得越来越智能，车载信息服务作为获取信息的主要手段，已经远远不能满足乘客的需要。而云计算强大的计算和存储能力，网络访问控制的便利以及许多其他优势，可以有效的解决现有车载信息服务的局限性。车联云系统的出现将云计算和VANETs(车载自组织网络)良好的结合了起来。然而，在信息检索和数据共享方面，高密度的车辆节点分布和车辆的高速移动都可能会对VANET网络的信息传输能力产生很大影响，如信息篡改、传输延迟等问题。因此引入RSU(路边单元)作为车联云系统中的超级节点，并引入密文检索的概念。攻击者可以很容易地在用户明文搜索附近加油站、餐馆或者其他信息的时候推测出用户的位置坐标、喜好等隐私信息。所以尽管文件信息等是密文形式的，检索信息如果呈明文形式，还是会对用户的隐私信息等造成很大威胁。为了解决安全问题，我们将密文检索引入到车联云系统中，这样即使攻击者和合法用户都具有相同的权限，他们仍然无法了解甚至篡改任何合法用户的身份或隐私信息。基于密文形式的关键词检索方法第一次被提出时的方案没有任何的索引结构，因此需要对所有的密文进行过滤，检索效率很低。之后，提出了安全索引结构的概念，索引结构是指，给定一个关键词，结构会返回一个指针，指向包含该关键词的文件。基于这一概念，可搜索加密技术可以分为对称可搜索加密和非对称可搜索加密。但是当时只解决了单关键字搜索的情况，在那之后，提出了针对云数据的排序检索方法(RKSE)。然而，仅仅有单关键词检索完全无法满足用户需求，后来有学者首次解决了基于隐私保护的云计算多关键词密文检索这一挑战性课题，方案中采用了相似性比较，也就是说尽可能多的进行比对来获取文件内容和检索内容的相似度，然后进一步采用了“内积相似度”来评估上述的相似程度，但是方案中对于索引结构的检索过程是线性的，所以此方案的效率依然较低。

综上所述，现有技术存在的问题是：检索效率较低，一方面是因为现阶段对于索引结构的检索过程大多是线性的，所以检索方案的效率依然较低，无法在车辆高速运动、数据高动态变化的环境中及时对索引结构进行更新和迭代；另一方面现有方案将所有的密文和索引结构都存储在云中，检索时需要将关键词都上传至云端，云服务器需要对云中的索引结构进行检索，然后返回结果至车载系统，云和地面的距离较远，也会使得检索效率降低；除此之外，在数据上传和下载的过程中车辆的高速移动可能会造成数据的丢包和延迟等，对数据安全造成很大隐患；

解决上述技术问题的难度和意义：

在本发明中的车联云系统中，

1.绝大部分的计算和检索操作皆由功能丰富的路边单元完成，路边单元与车辆距离较近，极大的减少了数据丢失和延迟，由一系列静止的系统单元对数据信息进行处理，也可以对数据的安全性起到很大提升；

2.检索操作采用密文检索方法，路边单元从用户的检索信息中无法获取任何明文数据，从而保证了用户的隐私安全；

3.系统中依然由云平台负责文档存储，但与现有方案不同，大部分操作由路边单元完成，云服务商只需要进行文件头校验和文件返回两个步骤，从而保证了检索过程的高效。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于车联云系统的安全高效的密文检索方法、车载系统。