[发明专利]云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法及系统

说明书

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法及系统，采用布隆过滤器结构建立关键词的安全索引，以支持文件动态更新；采用局部敏感哈希函数来完成词形模糊匹配；利用自然语言工具箱对关键词进行词义拓展，构造词义模糊集，并插入构建的安全索引中，从而将支持词义关键词检索转化为精确匹配检索；通过构建查询向量与索引向量进行内积运算实现对检索结果的排序；使用哈希函数和安全knn算法使得该发明能够有效的抵抗选择关键词攻击，实现了在云服务器半可信的情况下对密文的搜索。实现了密文搜索功能，支持词形和词义模糊匹配、多关键词检索、动态添加和删除文档。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法及系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着人们在云端存储数据的不断普及，人们把越来越多的数据存储到云端的同时，其数据的安全性与可靠性就受到了前所未有的关注程度。虽然利用加密技术将文件加密存储于云端可有效的保证数据的保密性，但是通过这种方式用户的数据丧失了许多的可操作性，例如，对密文文件进行关键字检索。为了能够提供密文搜索方法，大量的可搜索加密方式应运而生。对加密数据进行高效多关键字模糊搜索是云存储数据外包的理想目标，目前已经提出了各种方案来处理密文搜索这个问题，福州大学提出了云存储安全中基于通配符的可搜索加密方法，支持至多两个通配符的关键词模糊匹配密文检索，但不支持多关键词搜索和同义词的模糊匹配；电子科技大学提出了一种云存储中基于KCB树和布隆过滤器的高效密文检索方法，实现了关键词的高效检索并降低了加密索引在服务器上的存储开销，但这种方法没有实现关键词的模糊匹配，不支持关键词的同义词扩展搜索。大多数现有技术着重于多关键字精确匹配或单关键字模糊搜索，在已实现的多关键字模糊搜索技术中，还只支持基于词形的模糊匹配，对于拼写错误的搜索有效，但不能解决同义词的模糊检索。

综上所述，现有技术存在的问题是：经典的模糊可搜索加密仅支持词形模糊匹配，即可以支持有拼写错误的请求，忽视了关键词词义上的模糊；已实现的支持同义词模糊检索的方案对关键词进行同义词扩展，却不能支持词形的模糊匹配；另一方面，已有方案中对词形模糊匹配使用较多的方式是基于通配符构建词形模糊集，耗费了大量的存储空间。所以，需要一种同时支持词形和词义模糊匹配的可搜索加密方法来满足实际应用。

解决上述技术问题的难度和意义：加密存储后的文件是否可以使用检索技术，检索请求时是否支持多关键词检索，是否支持词形模糊检索，是否支持同义词模糊检索，检索结果能否返回与用户检索内容最相匹配的密文文件，这些都是现有可搜索加密技术亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法及系统。

本发明是这样实现的，一种云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法，所述云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法采用布隆过滤器结构建立关键词的安全索引，支持文件动态更新；采用局部敏感哈希函数来完成词形模糊匹配；利用自然语言工具箱对关键词进行词义拓展，构造词义模糊集，并插入构建的安全索引中，将支持词义关键词检索转化为精确匹配检索；通过构建查询向量与索引向量进行内积运算实现对检索结果的排序；使用哈希函数和安全knn算法抵抗选择关键词攻击，实现在云服务器半可信的情况下对密文的搜索。

进一步，所述云环境中支持词形词义模糊检索的可搜索加密方法包括以下步骤：