[发明专利]基于位置隐私保护的云环境下圆形范围查询方法及系统

权利要求书

1.一种基于位置隐私保护的云环境下圆形范围查询方法，其特征在于，应用于位置查询终端，包括以下步骤：

位置查询终端向位置服务器请求位置查询终端的密钥对、查询位置所在区域的原子区域编码以及哈希函数的密钥对；

位置查询终端利用私钥解密获得查询区域的原子区域编码，根据圆形查询范围确定查询范围内的原子区域集合以及与查询范围边界相交的原子区域集合，将由查询位置和半径表示的圆形查询范围转换为查询向量形式；

位置查询终端将范围内的原子区域集合和与范围边界相交的原子区域集合中的原子区域编码利用哈希函数进行哈希处理，对查询向量进行加密处理，生成令牌发送给云服务器；

所述位置查询终端接收云服务器发来的满足查询范围的空间数据点；

在获得待查询区域的原子区域编码后，位置查询终端根据查询位置和查询半径确定圆形查询范围，查询范围所覆盖的原子区域集合包括在圆形查询范围内的原子区域集合和与圆形查询范围相交的原子区域集合；

位置查询终端构建查询向量，用于判断与圆形查询范围相交的原子区域集合中空间数据与圆形查询范围的关系；

对于查询范围所覆盖的原子区域集合，利用随机数k₁对其进行哈希处理获得，其中，S₁表示查询范围内的原子区域集合，S₂表示查询范围边界处的原子区域集合；

对于查询向量，位置查询终端调用SSW算法计算其密文，根据待查询区域、和密文构建令牌；

对加密阶段涉及的算法描述如下：

SSW. Enc(sk, )→CT：对于，随机选择，，对于，随机选择，输出密文：

；

对令牌生成阶段涉及的算法描述如下：

：设，随机选择，，对于，随机选择，，输出加密向量：

；

位置服务器调用算法SSW. Setup(1^λ)生成对称密钥sk，该密钥被用于加密位置向量和查询向量；位置服务器调用算法KeyGen(1^λ )为每一位注册位置查询终端u_i生成密钥对(pk_i, sk_i)用于双方通信，并通过安全信道将(pk_i,sk_i, sk, k₁)发送给位置查询终端u_i；

SSW. Setup(1^λ)→sk：运行群生成器算法获得，其中p，q，r，s是不同的素数，G和G_T是两个阶为N=pqrs的循环群且，是一个双线性映射；分别选择G_p, G_q, G_r, G_s的生成元；对于，均匀随机地选择；

密钥sk为：

；

KeyGen(1^λ)→(pk_i，sk_i)：选择一个大素数p，并在内选择一个元素g作为群G_p的生成元；对于任意位置查询终端u_i，选择一个随机数x_i (x_ip)并计算，则位置查询终端u_i的公私钥为：

pk_i=(h_i, g, p), sk_i=x_i；

位置向量；

查询向量；

利用随机数k₁对集合S中的原子区域编码进行哈希处理获得，其中。