[发明专利]一种基于区块链的遥感影像安全检索方法

权利要求书

1.一种基于区块链的遥感影像安全检索方法，涉及五个参与方：监管机构、影像所有者、云服务提供商CSP、检索用户和区块链，其特征在于，包含以下六个阶段：

阶段1：初始化阶段；

阶段2：加密和部署阶段；

阶段3：修改阶段；

影像所有者使用智能合约函数ModifyFee()修改检索交易费；

阶段4：请求阶段；

假设检索用户有一个特征为的查询影像Q，M是每个影像特征的大小，其对应的属性是Att_ω；

步骤4.1，检索用户调用智能合约函数Request()来提交影像检索请求并支付相关的检索费，然后Request()验证检索用户请求的有效性；如果请求有效，则Request()检索出存储在CSP中与查询影像属性相同的加密影像存储索引其中L_n表示与查询影像具有相同属性的加密影像的数量；最后，Request()将检索请求发送给监管机构和影像所有者，并将存储索引Idx发送给CSP进行相似性度量计算；

步骤4.2，当接收到来自Request()通知后，影像所有者通过安全信道向检索用户发送可逆矩阵P^-1，监管机构基于公钥PK、主密钥MSK和Att_ω生成转换密钥TK和私钥z；其中，转换密钥TK发送给CSP，私钥z通过安全信道发送给检索用户；

阶段5：解密阶段；

步骤5.1，CSP基于转换密钥TK来部分解密密文KG，从而获得部分解密密文DE，将其发送给检索用户；

步骤5.2，检索用户根据接收到的部分解密密文DE来获取解密密钥r_x和r_y，并生成两个伪随机序列和然后，检索用户利用伪随机序列将查询影像的特征扩展至大小为2M的向量，从而得到扩展矩阵

步骤5.3，检索用户根据影像所有者发送的可逆矩阵P^-1来加密，从而获得加密特征并发送至CSP；

阶段6：检索阶段；

步骤6.1，CSP根据存储索引找出加密影像特征并计算距离集合然后，CSP从按降序排序得到前k个相似索引集合此外，为了防止检索信息泄漏，CSP对进行加密，从而得到加密相似索引集合E(Idx_Dis)并通过智能合约函数GetResult()返回给检索用户；

步骤6.2，检索用户接收到来自CSP的加密影像后，用解密算法对影像进行解密，以获得最终检索影像。

2.如权利要求1所述的一种基于区块链的遥感影像安全检索方法，其特征在于：所述阶段1的实现方式如下；

步骤1.1，监管机构验证影像所有者和CSP的身份，以防止非法实体参与检索；然后，监管机构检查区块链网络是否已经完成初始化，并使用智能合约函数Initialization()注册影像所有者和CSP的区块链账户地址；步骤1.1操作只需执行一次，在之后的影像检索交易中将不再执行该步骤；

步骤1.2，监管机构随机选择两个密钥a,一个基于素数阶p的两个乘法循环群和的双线性映射e:一个生成元g和哈希函数H:监管机构生成公钥PK＝{g,H,Y₁,Y₂}和主密钥MSK＝{Y₃}，其中Y₁＝g^a，Y₂＝e(g,g)^α和Y₃＝g^α。