[发明专利]具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法及系统

权利要求书

1.一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，包括：

获取系统安全参数和抗碰撞哈希函数，生成系统公开参数；

根据所述系统公开参数生成密钥，并定义关键词词典；

对每个外包文件，根据文件内容和关键词词典生成文件索引向量；

对所述文件索引向量进行加密，得到密文索引向量，并上传至云服务器；

根据查询关键词和关键词词典生成查询向量；

对所述查询向量进行加密，得到密文检索陷门；

将所述密文检索陷门和预设的相似度阈值提交给云服务器；

计算所述密文检索陷门和所述密文索引向量的相似度，返回相应数据，包括：

当云服务器接收到所述密文检索陷门后，由所述抗碰撞哈希函数、文件名、文件大小和第二大随机数计算出第一中间数值，由密文索引向量、密文检索陷门、第一大素数计算出第三中间数值，第三中间数值和第一中间数值计算得到第二中间数值，由第二中间数值和第一中间数值作除法运算，得到所述密文检索陷门和所述密文索引向量的相似度，当计算出的相似度大于或等于所述预设的相似度阈值时，返回相应数据。

2.如权利要求1所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，所述获取系统安全参数和抗碰撞哈希函数，生成系统公开参数，包括：

获取多个系统安全参数，并随机选取一个长度为第二个系统安全参数位的第一大素数和一种抗碰撞哈希函数，生成系统公开参数。

3.如权利要求2所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，根据所述系统公开参数生成密钥，并定义关键词词典，包括：

从域中随机选取一个非零元素作为密钥，并选取n个关键词构成一个关键词词典。

4.如权利要求3所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，所述对每个外包文件，根据文件内容和关键词词典生成文件索引向量，包括：

对每个外包文件，构造长度为n+2的文件索引向量，若文件中包含所述关键词词典的第i个关键词，则文件索引向量的第i个元素值为1，否则为0，其中，1≤i≤n。

5.如权利要求4所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，根据所述文件内容和关键词词典生成文件索引向量后，包括：

对外包文件随机选取一个唯一文件名，并计算文件大小，并根据所述抗碰撞哈希函数、文件名和文件大小计算出哈希值。

6.如权利要求5所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，对所述文件索引向量进行加密，得到密文索引向量，并上传至云服务器，包括：

使用密钥对所述文件索引向量进行加密，随机选取一个长度为第三个系统安全参数位的第一大随机数，并由密钥、文件索引向量、哈希值和所述第一大素数计算出密文索引向量每个元素的值，并将所述外包文件、文件名和密文索引向量上传至云服务器。

7.如权利要求6所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，根据查询关键词和关键词词典生成查询向量，包括：

对于每个外包文件，根据查询需求生成查询关键词，并根据所述关键词词典构造长度为n+2的查询向量，若查询关键词中包含所述关键词词典的第i个关键词，则查询向量的第i个元素值为1，否则为0，其中，1≤i≤n。

8.如权利要求7所述的一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索方法，其特征在于，对所述查询向量进行加密，得到密文检索陷门，包括：

利用所述系统公开参数和所述密钥对所述查询向量进行加密，得到密文检索陷门，随机选取一个长度为第一个系统安全参数位的第二大随机数和一个长度为第四个系统安全参数的第三大随机数，并和所述密钥、所述查询向量和所述第一大素数计算出密文检索陷门每个元素的值。

9.一种具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索系统，其特征在于，所述具有隐私保护的轻量级外包文件多关键词检索系统包括系统初始化模块、用户密钥生成模块、文件处理模块、文件查询模块和服务器响应模块，所述系统初始化模块和所述用户密钥生成模块电性连接，所述用户密钥生成模块和所述服务器响应模块分别与所述文件处理模块和所述文件查询模块电性连接，

所述系统初始化模块，用于选取安全参数和抗碰撞哈希函数，生成系统公开参数；

所述用户密钥生成模块，用于利用系统公开参数生成自己的密钥，并定义关键词词典；

所述文件处理模块，用于对每个外包文件，根据文件内容和关键词词典生成文件索引向量，使用密钥对文件索引向量进行加密得到密文索引向量，将文件及密文索引向量上传到云服务器；

所述文件查询模块，用于根据查询关键词和关键词词典生成查询向量，利用系统公开参数以及密钥对查询向量进行加密得到密文检索陷门，并选取预期的相似度阈值，将其提交给云服务器；

所述服务器响应模块，用于云服务器收到来自数据拥有者的密文检索陷门后，与每个外包文件的密文索引向量计算相似度，根据相似度结果返回对应的外包数据，包括：当云服务器接收到所述密文检索陷门后，由所述抗碰撞哈希函数、文件名、文件大小和第二大随机数计算出第一中间数值，由密文索引向量、密文检索陷门、第一大素数计算出第三中间数值，第三中间数值和第一中间数值计算得到第二中间数值，由第二中间数值和第一中间数值作除法运算，得到所述密文检索陷门和所述密文索引向量的相似度，当计算出的相似度大于或等于预设的相似度阈值时，返回相应数据。