一种支持动态更新及多关键字安全排序的可搜索加密方法

摘要

本发明请求保护一种支持动态更新、多关键字检索并且实现安全排序的可搜索加密方法，本发明采用红黑树作为索引结构，对文件集合生成未加密的索引，叶子节点存储文件向量，内部节点存储子节点的并运算结果。树中每个节点的向量用非对称标量积加密。在关键字检索时，客户端生成陷门，和红黑树的子节点进行匹配。根据叶子节点存储的词频进行计算，能够实现检索时返回top-k文件。在增加和删除文件时，客户端发送文件名和操作，服务器返回相关联的节点，同时在服务器实现结构更新。客户端进行解密和更新数据，发给服务器。服务器实现索引的部分更新。本发明能够较好地解决云存储数据的动态更新问题，并且能够通过多关键字检索和安全排序提高用户的体验。

主权项

一种支持动态更新及多关键字安全排序的可搜索加密方法，其特征在于，包括以下步骤：101、初始化，在云存储的客户端，用户随机生成密钥{M₁,M₂,S,K}，其中M₁,M₂为(d+1)×(d+1)的矩阵，S为(d+1)维的二进制向量，d为字典中关键字的个数，K为加密文件的对称密钥；102、当生成步骤101的密钥后，用户端根据字典和红黑树结构生成待上传文件集合的未加密索引，其中上传文件集合由待上传文件F_i组成，其中还生成了文件的标识符即标志位数字；103、对步骤102中未加密索引的待上传文件集合进行非对称标量积索引加密，生成节点的索引加密向量I；104、文件加密，用户端完成了对待上传文件集合的索引加密后，对每个待上传文件进行加密，密钥为K,加密算法采用对称加密算法；105、数据外包，将步骤103加密之后的索引和对称加密后的待上传文件上传到云服务器上，云服务器会根据用户生成的陷门，在加密数据上进行计算；106、当用户端用户进行多关键字检索时，用户生成查询向量并进行加密后，和红黑树的子节点进行匹配，根据叶子节点存储的词频进行计算得分，实现检索时返回top‑k文件，即与要搜索的关键字最相近的前k个文件；107、当有已经上传的文件需要增加和删除时，用户向云服务器发送请求，包含操作的种类和要进行操作的文件的标识符，增加和删除的文件即为更新文件，云服务器根据文件的标识符进行结构更新，但不访问节点的索引加密向量I，同时返回更新文件所关联的节点和对应的索引加密向量I；根据返回的节点和要更新文件的文件向量，用户端在本地重新计算每个节点的向量，进行加密和结构更新，生成索引加密向量Ⅱ；用户端上传加密向量，服务器复制更新之后的索引加密向量Ⅱ到加密索引中。