CN112257096A - 一种用于云存储密文加密数据的搜索方法 - Google Patents

一种用于云存储密文加密数据的搜索方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于网络安全技术领域，涉及一种用于云存储密文加密数据的搜索方法。特别是一种加密数据的搜索方法。包括如下步骤：初始化处理、生成密文关键词、二次校验、校验访问，本发明有点在于不改变现有云服务器加密和访问数据机制，通过对公私钥对进行改良并加入二次校验方式进行访问，第一校验后可通过检索词搜索需要访问的数据信息，第二校验后授权访问密文数据，不仅保证了云服务器数据安全，而且便于海量保存数据的快速筛选。本发明提供了具有隐私保护的云存储密文数据可搜索加密方法，能够高效地搜索存储在云服务器上的密文数据。

Description

一种用于云存储密文加密数据的搜索方法
技术领域
本发明属于网络安全技术领域，涉及一种用于云存储密文加密数据的搜索方法。特别是一种加密数据的搜索方法。
背景技术
随着云存储技术的迅速发展，现在越来越多的用户将数据存储到云服务器。上述云存储方式用户享有高质量的数据存储服务，极大地降低了用户的计算开销以及维护数据的成本开销。现有技术中公开专利技术如下：
1、发明名称—基于虚拟专用网络的数据加密传输方法、服务器及系统，申请（专利）号CN2020100710241、申请日2020年01月21日、公开公告日2020年06月19日。所述数据加密传输方法包括：利用超晶格密码器件生成随机输出信号；根据所述随机输出信号对在虚拟专用网络中传输的数据进行加解密。本发明还公开了用于在虚拟专用网络中进行数据加密传输的服务器和系统。本发明进一步公开了超晶格密码器件在虚拟专用网络中数据加密传输过程中的应用。本发明采用配对的超晶格密码器件部署在虚拟专用网络两端，能实时高速地产生并达成物理随机信号作为数据加解密的密钥，而且密钥分发的高速率足以匹配一次一密的数据加密方法，避免了公钥密钥达成和分组加密算法的高消耗、高延迟等，既保证了虚拟专用网络中数据的无条件安全，又保证了加解密过程的高效低延时。
2、发明名称—一种基于九宫格密码和人脸图像的身份验证方法，申请(专利)号CN2013107393261、申请日2013年12月26日、公开公告日2014年03月19日。所述身份验证方法包括如下步骤：创建九宫格密码并保存、创建人脸图像的源特征并保存、创建人脸图像的加密特征并保存；用户依次通过输入九宫格密码和用户面部特征的识别完成身份验证。本发明通过建立九宫格密码与人脸图像之间的对应关系，对人脸图像的源特征进行加密，增强身份验证的安全性，同时保持简易的操作性。
3、发明名称—一种基于格密码的终端访问控制系统及方法，申请(专利)号CN2020104960617、申请日2020年06月03日、公开公告日2020年09月11日。在数据采集终端与外界数据通信的接口硬件层添加了访问控制单元，在物理层实现了访问控制，更加安全可靠；并且本发明的访问控制方法中使用的是基于格密码的加密方法，具有抵抗量子计算机攻击的能力，能够解决现有终端设备容易被恶意入侵和数据窃取的问题。
上述技术为了安全存储外包数据在不可信的远程云服务器，用户的敏感数据在外包之前进行加密。但是，采用上述现有技术加密后的数据虽然在安全性有所提升，但加密后数据搜索存在较大难度，如何高效地搜索存储在云服务器上的密文数据就成为一个棘手的问题。市场及客户急需一种密文数据搜索方法便于数据实时搜索。
发明内容
本发明针对现有技术问题，提出一种用于云存储密文加密数据的搜索方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，包括如下步骤：
S1、初始化处理：
根据格密码算法，设置密码算法的安全参数，通过陷门产生函数生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对，运行陷门产生函数得到的随机矩阵，对应的格和格基即公私钥对，分别得到云存储服务器和数据接收者的公私钥对；设置系统公共参数和秘密参数，自动生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对；
S2、生成密文关键词：
数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器；
S3、二次校验
将系统公共参数和系统秘密参数根据LWE算法加密，生成第一校验向量和第二校验向量，然后发送到云服务器；
S4、校验访问
使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；使用私钥通过第二校验核对身份标记进行核实，校验通过后数据接收者通过云服务器访问密文数据。本发明有点在于不改变现有云服务器加密和访问数据机制，通过对公私钥对进行改良并加入二次校验方式进行访问，第一校验后可通过检索词搜索需要访问的数据信息，第二校验后授权访问密文数据，不仅保证了云服务器数据安全，而且便于海量保存数据的快速筛选。
优选的，所述S2中数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量进行分解为多个子向量，每个子向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器。分解为多个子向量确保了后期校验安全性，同时通过子向量设置并存储多组身份标记满足不同使用者访问需求。
优选的，所述S2中身份标记为电话、邮箱、身份证号、姓名、法人身份信息中的一种或多种。通过对不同身份标记数据组合使用，不仅提高安全性，而且实现不同人员有序安全访问。
优选的，所述S4中使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；密文关键词进行拆分，逐一校验核实子向量中的身份标记，第二校验核实通过，数据接收者通过云服务器访问密文数据。通过逐级校验方式，通过第一检验后只能检索无法查看密文数据，通过第二校验后才能进行密文数据访问。如果无法通过全部校验，能检索到密文数据源但无法访问数据，既满足检索关键词快速查询数据要求也保证了的密文数据安全。
本发明的有益效果为，本发明提供了具有隐私保护的云存储密文数据可搜索加密方法，能够高效地搜索存储在云服务器上的密文数据。
具体实施方式
一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，包括如下步骤：
S1、初始化处理：
根据格密码算法，设置密码算法的安全参数，通过陷门产生函数生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对，运行陷门产生函数得到的随机矩阵，对应的格和格基即公私钥对，分别得到云存储服务器和数据接收者的公私钥对；设置系统公共参数和秘密参数，自动生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对；
S2、生成密文关键词：
数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器；
S3、二次校验
将系统公共参数和系统秘密参数根据LWE算法加密，生成第一校验向量和第二校验向量，然后发送到云服务器；
S4、校验访问
使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；使用私钥通过第二校验核对身份标记进行核实，校验通过后数据接收者通过云服务器访问密文数据。
所述S2中数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量进行分解为多个子向量，每个子向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器。
所述S2中身份标记为电话、邮箱、身份证号、姓名、法人身份信息中的一种或多种。
所述S4中使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；密文关键词进行拆分，逐一校验核实子向量中的身份标记，第二校验核实通过，数据接收者通过云服务器访问密文数据。
本发明的方法中，公钥可搜索加密方法是在标准模型下设计的密码算法，主要解决问题的思路是借鉴了信号编码的方式，将用于验证的数量向量通过拆分的方式分为多块，然后在中间插入其他数据进行扰乱，从而使得非法访问者难以通过数据验证，一方面保证了数据的安全性，另一方面，因为并未采取任何复杂的计算方式，整个验证过程十分快速高效，能够极大的提高对密文的搜索效率。

Claims (4)

1.一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、初始化处理
根据格密码算法，设置密码算法的安全参数，通过陷门产生函数生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对，运行陷门产生函数得到的随机矩阵，对应的格和格基即公私钥对，分别得到云存储服务器和数据接收者的公私钥对；设置系统公共参数和秘密参数，自动生成云存储服务器和数据接收者的公私钥对；
S2、生成密文关键词
数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器；
S3、二次校验
将系统公共参数和系统秘密参数根据LWE算法加密，生成第一校验向量和第二校验向量，然后发送到云服务器；
S4、校验访问
使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；使用私钥通过第二校验核对身份标记进行核实，校验通过后数据接收者通过云服务器访问密文数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，其特征在于所述S2中数据拥有者根据系统公共参数设定关键词，将关键词转换为数据向量，然后对数据向量进行分解为多个子向量，每个子向量加入身份标记；再根据系统秘密参数，生成秘密向量，将公共向量与秘密向量进行拼接后，成为密文关键词，将密文关键词发送到云服务器。
3.根据权利要求2所述的一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，其特征在于所述S2中身份标记为电话、邮箱、身份证号、姓名、法人身份信息中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种用于云存储密文加密数据的搜索方法，其特征在于所述S4中使用公钥通过第一校验登录云服务器，通过关键词进行检索找到待访问的密文数据；密文关键词进行拆分，逐一校验核实子向量中的身份标记，第二校验核实通过，数据接收者通过云服务器访问密文数据。
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