[发明专利]一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法

权利要求书

1.一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，其特征在于，云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法在云环境下支持图像的隐私保护并实现高效的密文图像检索，所述方法包括以下步骤：

步骤一，图像拥有者对所拥有的所有图像提取特征向量，使用AES或RSA加密算法对图像内容进行加密；

步骤二，图像拥有者基于图像特征向量，使用K-means算法建立树形检索索引，并对索引中的全部向量使用安全模哈希进行加密，输出安全索引；

步骤三，将加密后的图像和相对应的安全索引上传给云服务器，由云服务器保存；

步骤四，用户生成查询请求发送给云服务器，云服务器在密文图像下执行检索操作，并将正确的相似性图像返回给用户；

所述云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法具体包括以下步骤：

(1)图像拥有者拥有包含n幅图像的数据库，图像拥有者可能受到存储资源和计算资源的限制，将图像数据库上传到云端进行存储；

(2)图像拥有者首先对图像提取L-维特征向量，f_i＝{f_i1,f_i2,...,f_iL}，i＝1,2,...,n，使用AES或RSA加密算法对图像内容进行加密，将图像看成普通数据直接进行加密，加密后的图像表示为{C₁,C₂,...C_n}；

(3)图像拥有者基于特征向量建立树形检索索引，从根节点到叶子节点，树形结构的每一层都使用K-means聚类算法将特征向量分成T类，每一类构成树的一个节点，每个节点都重复上述步骤直到节点中所包含的特征向量少于T个；将建立好的树结构的所有节点用安全模哈希进行加密隐藏，且每个叶子结点和一个加密图像相关联，最终输出CTree；

(4)将加密后的图像和相对应的安全索引上传给云服务器，当用户需要检索时，将检索请求发送给云服务器，云服务器将正确的检索结果返回给数据拥有者，由图像拥有者用加密密钥对返回密文图像进行解密并返回给用户。

2.如权利要求1所述的云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，其特征在于，所述云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法进一步包括：

GenKey(λ):输入安全参数λ，输出密钥SK，用来对图像内容进行加密，由图像拥有者随机生成一个L×J维的矩阵M，矩阵中的每一列都服从高斯分布，随机生成一个比特串S，(M,S)用来加密特征向量的密钥，密钥Key＝(SK,(M,S))由图像拥有者秘密保存；

GenIndex({f₁,...,f_n}):为加快检索的进程，使用分层K-means聚类算法建立树形索引；所有特征向量作为输入，输出为Tree；在树的每一层，利用K-means算法将所有的特征向量分成T类，递归执行K-means算法，直到最后的节点包含的特征向量少于T个；每一个叶子结点关联一个加密图像；

GenCrypt(Key):以主密钥Key作为输入，包含两个具体过程，其中密钥SK用来图像加密，另一个密钥(M,S)用来加密Tree输出CTree；

DecImg(C_k,SK):云服务器返回前k个相关的加密图像给图像拥有者，图像拥有者使用SK对返回密文图像进行解密；一旦收到用户请求，数据拥有者将提供对用户的认证，认证通过后，用户从数据拥有者收到解密后的图像。

3.如权利要求2所述的云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，其特征在于，所述图像加密的内容对云服务器保密，数据拥有者用加密算法加密所有的图像{I₁,I₂,...,I_n}为{C₁,C₂,...,C_n}，CTree的叶子节点和加密后的图像关联。