[发明专利]一种混合云中基于同态加密的多关键词密文排序检索方法

权利要求书

1.一种混合云中基于同态加密的多关键词密文排序检索方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化；

可信私有云服务器选择一个大素数作为私有密钥，私有云服务器选择一个远大于私有密钥的大素数作为共享密钥；

步骤2：文件加密和上传；

数据拥有者对要上传的文件进行加密后发送到公有云服务器；

步骤3：生成明文索引；

具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：数据拥有者与私有云服务器进行交互获得公共词典；

步骤3.2：数据拥有者对其所有文件进行语法分析、分词和提取关键词，得到关键词集合，并根据关键词集合更新公共词典；

步骤3.3：数据拥有者利用向量空间模型和公共词典为每个文件分别生成明文形式的二进制索引向量，所有的二进制索引向量构成了明文索引；

步骤3.4：数据拥有者将公共词典和明文索引发送给私有云服务器；

步骤4：生成安全索引；

具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：私有云服务器首先计算公共词典中每两个关键词之间的相关系数并生成相关矩阵；

步骤4.2：私有云服务器为数据拥有者的每个文件生成流行度信息，计算数据拥有者对公共词典中所有关键词的平均流行度向量；

步骤4.3：私有云服务器利用相关矩阵和平均流行度向量计算数据拥有者对公共词典中所有关键词的原始权重；

步骤4.4：私有云服务器对所有数据拥有者的原始权重进行归一化处理，得到每个数据拥有者对公共词典中所有关键词的加权权重，并通过数据拥有者的明文索引和加权权重生成所有文件的加权索引向量；

步骤4.5：私有云服务器基于所有数据拥有者的加权索引向量构建一个加权二叉索引树；

步骤4.6：私有云服务器使用步骤1中的私有密钥和共享密钥对二叉索引树中的每个节点对应的加权索引向量进行整数上的同态加密，得到加密索引树，即安全索引；

步骤4.7：私有云服务器将安全索引发送至公有云服务器；

步骤5：生成陷门；

具体实现包括以下子步骤：

步骤5.1：数据使用者将查询数据和参数信息发送给私有云服务器以请求检索；

步骤5.2：私有云服务器对数据使用者的查询数据进行分词和提取关键词处理，并根据公共词典生成二进制查询向量；

步骤5.3：私有云服务器根据参数信息将查询向量扩展为陷门并发送到公有云服务器；

步骤6：检索；

具体实现包括以下子步骤：

步骤6.1：公有云服务器接收到陷门后，在安全索引中使用步骤1中的共享密钥计算并比较查询向量与加密索引树节点对应密文索引向量的相关性得分，将前n个得分最高的结果存入一个相关性分数序列中；

步骤6.2：公有云服务器对得分结果进行排序，将前n个结果对应的密文文件下载链接列表返回给数据使用者；

步骤6.3：数据使用者下载密文文件，并与数据拥有者交互，获得密钥后解密文件。

2.根据权利要求1所述的混合云中基于同态加密的多关键词密文排序检索方法，其特征在于：步骤3.1中，数据拥有者与私有云服务器进行交互获得公共词典，交互过程主要是对公共词典的更新，对数据拥有者O_i的每个文件提取关键词后把这些关键词发送到私有云服务器，私有云服务器通过这些关键词更新公共词典，把公共词典里没有的关键词添加进公共词典，因此公共词典里存储了数据拥有者的所有文件的关键词。

3.根据权利要求1所述的混合云中基于同态加密的多关键词密文排序检索方法，其特征在于：步骤3.2中，数据拥有者O_i对所有文件进行语法分析和分词，用F_i,j表示O_i的第j个文件，对F_i,j提取m个关键词，得到包含m个关键词的集合K_i,j，并根据所有文件的关键词集合更新公共词典D。