[发明专利]基于区块链的多关键字可搜索加密方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的多关键字可搜索加密方法，包括如下步骤：初始化；索引构建；陷门生成；分发；检索；验证；解密；仲裁。在所述方法中利用分发算法，将检索任务分解后由多个搜索服务器运行，降低了对单一云服务器的依赖，去中心化程度更高。在所述方法中利用仲裁算法和验证算法检测云服务器的恶意行为，验证检索结果，保证了用户与云服务器之间的公平交易。在检索算法中设计了关键字权重机制，能够在检索结果为空时基于权重提供模糊结果。实验分析和对比表明本申请具有较高的执行效率。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的多关键字可搜索加密方法。

背景技术

云计算近年来得到了蓬勃发展，大量公司开始向社会提供云服务。云服务种类包括平台即服务、基础设施即服务和软件即服务。用户可以根据自身需要选择购买或租用不同的云服务。越来越多的机构也开始将数据和应用转移到云服务器中。

云服务带来更多便利的同时，其存在的安全和隐私泄露风险也不容忽视。个人用户最常用的就是租用云存储服务器存储个人数据。例如苹果公司的iCloud。用户可以将手机中的照片、视频和其他类型的文件存储在iCloud云服务器中。这在节约本地存储空间的同时，用户可以不限设备随时随地查看iCloud中的文件。

但由于这些信息都是明文存储在云服务器中的，数据一旦泄露，将对用户的隐私造成严重侵害。通过将数据加密后上传至云服务器能够保护数据安全，但对数据的管理和使用带来了不便，特别是用户使用较频繁的检索操作。

为了实现在密文上的关键字搜索，学者们提出了可搜索加密。现有可搜索加密方案的研究中，对算法的表达能力的提升是重要的研究方向。其中多关键字检索是研究的热点，学者探索了支持逻辑连接的关键字检索方案，或者利用kNN(K-NearestNeighbor)、Word2vec等技术来计算和评估关键字与密文文档的相似程度，实现多关键字检索。学者们还提出了更方便的模糊检索方案。

然而除模糊检索外，现有的多关键字可搜索加密方案只能提供精确结果并在此基础上实现对检索结果的排序。当用户检索的多个关键字没有对应的文档时检索结果为空，用户体验较差。

大量可搜索加密方案中假设云服务器是诚实的，在实际应用中云服务可能是不诚实的或恶意的，其提供的检索结果不可靠。因此引入对检索结果的验证机制，从而防范云服务器恶意行为也是可搜索加密方案的重要研究方向，其中基于区块链的可搜索加密方案是研究的热点。但这些可搜索加密方案中云服务器为逻辑上的单一节点，中心化程度较高，而且不能杜绝云服务器的恶意行为。例如，当云服务器恶意返回空结果时，可能会使最终的检索结果为空。

目前大量可搜索加密方案中均假设服务器是诚实的，但在实际应用中，云服务器可能会由出于成本考虑，在方案运行过程中出现不诚实的行为。例如返回不完整的检索结果以减少流量消耗，也可能返回随机结果或空结果以节约计算资源。这对用户与云服务器之间的交易公平存在很大损害，需要引入对检索结果的验证机制。

区块链技术的应用能够有效解决这一问题。区块链中的数据不可篡改，且可验证可追溯。区块链能够作为可信方对检索结果进行验证，从而保证交易公平。

现有方案中通过区块链建立的验证机制在一定程度上保证了交易公平，但这些方案中云服务器依然是逻辑上的单一节点，去中心化程度不够高。当云服务器出现恶意行为，只能通过扣除押金的方式进行惩罚，在方案的运行中依然需要依赖有过恶意行为的云服务器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够提高检索效率、保证交易公平以及具有较高灵活性的基于区块链的多关键字可搜索加密方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于区块链的多关键字可搜索加密方法，其特征在于：

初始化：数据所有者生成公共参数和密钥，并创建智能合约，将公共参数和公钥公开，将私钥保密；