[发明专利]一种支持动态更新的可验证加密图像检索方法

说明书

本发明公开的一种支持动态更新的可验证加密图像检索方法，图像拥有者初始化系统生成密钥并将其分发给查询用户；数据拥有者加密图像集、构建加密索引、生成变色龙哈希验证树，将加密的图像集、加密索引和变色龙哈希验证树存储至云服务器；查询用户生成查询请求并提交给云服务器；云服务器收到查询请求时，基于加密索引与查询请求找出相关度值最大的前k个图像数据密文并生成相应的证据，将密文图像检索结果与相应的证据一起返回至查询用户；使用基于变色龙哈希验证树在动态环境下验证检索结果的正确性，若验证成功，查询用户解密出明文图像；图像拥有者将需要更新的信息发送到云服务器从而实现图像集的动态更新。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种支持动态更新的可验证加密图像检索方法。

背景技术

现有的云计算环境下基于内容的高效隐私保护的图像检索方案。首先基于局部描述符提取出图像特征f_i并计算f_i所对应的桶值，构建包含预过滤索引表和线性索引表，利用安全k近邻算法对f_i进行加密得到f_i′并对预过滤索引表中的桶值进行进一步加密后，图像拥有者将加密的图像集、加密的索引表上传至云服务器；查询用户同样基于局部描述符提取出查询图像特征f_q并计算f_q所对应的查询桶值，并利用安全k近邻算法对f_q进行加密得到f_q′，生成包含f_q′和查询桶值的查询陷门上传云服务器；云服务器首先根据查询桶值遍历预过滤表，从而过滤掉大部分不相似的图像结果，提高了检索效率，之后遍历查询桶值所对应的线性索引表，计算f_q′与f_i′的内积，选出前k个内积值较大的项，并将top-k幅密文图像作为检索结果反馈给查询用户。但是，在计算最相似的top-k个图像时，云服务器可能会为了自身利益在对检索结果进行恶意篡改，而用户无法验证检索结果的正确性，从而导致安全性低。除此之外，该方案图像数据集是固定的，图像拥有者无法对存储在云服务器的图像集进行增加、删除、替换等更新操作，因此该方案不具备灵活性。

另外，基于尺度不变特征的加密图像安全检索方案，图像检索服务器根据预先接收的从图像拥有者发来的各个待匹配图像的加密SIFT特征向量，确定与查询图像相似的待匹配图像的标识并发送至图像拥有者，以使图像拥有者根据图像标识向查询用户反馈图像检索结果。但是该方案仍存在不足之处，图像拥有者对图像进行SIFT特征提取时采用的是传统的SIFT特征提取算法，使得一幅图像对应多个特征向量，从而增加了检索开销，增加了检索过程中的计算复杂度，降低了图像检索效率。

其次，上述两个图像检索方案中云服务器为了自身利益对检索结果进行恶意篡改，而查询用户无法验证检索结果是否正确，因此安全性较低。

发明内容

针对现有隐私保护的图像检索方法，无法实现图像集动态更新以及无法验证检索结果的正确性的问题，提出一种支持动态更新的可验证加密图像检索方法，该方法用于查询用户在动态图像集中检索出与查询图像相关度值最大的前k个图像数据结果并对其进行正确性验证。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种支持动态更新的可验证加密图像检索方法，包括以下步骤：

步骤1、图像拥有者生成密钥并发送给查询用户；

步骤2、提取明文图像的特征向量，并根据特征向量构建加密索引树；

步骤3、图像拥有者根据加密图像集构建变色龙哈希认证树；

步骤4、云服务器根据查询用户的查询陷门检索加密索引树得到密文检索结果，并按照相似度大小排序，得到前k个密文检索结果；

步骤5、云服务器根据检索结果并结合变色龙哈希认证树，对各个密文检索结果生成对应的证据；

步骤6、查询用户根据证据对对应的检索结果进行验证；