[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

说明书

本发明属于图像检索技术领域，公开了一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，所述云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法包括以下步骤：图像拥有者首先对数据库中的图像提取特征向量，并使用AES或RSA加密方式对图像进行加密；拥有者基于特征向量使用分层K‑means算法建立索引，并使用安全模哈希技术对索引进行加密；将加密后的图像和索引上传到云服务器并执行检索操作。本发明可以同时实现密文图像检索的隐私保护和与明文图像检索相当的检索准确性。此外，对提出的方法进行详细的安全性分析并在不同的数据集中进行效率和准确性的实验评估。结果表明，本发明的方法可以达到预期的安全性目标，同时在保证检索准确性的情况下提高检索效率。

技术领域

本发明属于密文图像检索技术领域，尤其涉及一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法。

背景技术

随着智能移动设备的出现和互联网的普及，越来越多的多媒体数据产生，每天以图像、视频、音频等方式出现在人们的生活中。数据越多，需要的存储能量越多，尤其是多媒体数据。而移动设备常常被电池寿命、RAM存储、计算能力等限制，考虑到图像将花费大量的存储空间，用户面临的首要挑战是有限的存储和处理能力。因此，人们常常选择将存储和检索工作外包给云计算。相对于传统的计算方式，云计算通过使用分布式计算和并行计算，能够达到较优的计算能力。而且云计算在今天及未来的每一天都能够提供定制服务。另一方面，将图像数据存储在云端意味着图像数据所有业务处理都在云端完成，使用户失去了对原始图像的操作，而图像中包含的丰富敏感信息，如人的面孔，所处的地理位置和一些敏感事件等，也对人们的隐私产生巨大的威胁。为了减少隐私担忧，越来越多的用户考虑将图像上传给云服务器之前对图像进行加密。就图像内容而言，加密使得图像对云服务器是保密的。然而，在加密的数据库上对图像进行检索具有一定的困难性。在密文图像数据库中进行检索的目标是在不解密的情况下得到相似的图片。该应用在检索领域能够对用户图像进行隐私保护。以谷歌搜索为例，它也为个体用户提供图像检索服务。因此许多潜在的用户都非常关注在加密数据库上搜索特定的图像，研究高效的密文图像检索方法刻不容缓。加密在隐私保护中是一个通用的安全数据传输和数据存储的关键技术，但是在相似性检索上加密具有一定的阻碍。早期的安全信息搜索研究主要集中在文本检索上。为了检测文本文件中是否包含查询的关键词，Boneh等人使用公钥加密建立了一个安全的检索机制。对图形的内容用文本进行描述，被命名为基于文本的图像检索(TBIR)，然而，当图像的数量非常大时，对图像进行描述将花费巨大的人力、物力和财力。经过多年的研究，基于内容的图像检索(CBIR)被提出。不同于基于文本的图像检索，在CBIR中，图像使用视觉特征来描述图像内容，比较典型的就是图像的局部特征和全局特征来评估图像的相似性，因此，传统的可搜索加密方案不能满足图像检索的需求。近年来，最常使用加密技术是保序加密算法和同态加密算法。Lu等人分别使用保序加密和min-hash对倒序索引进行加密，但是这两种方案只适用于图像的视觉词袋库进行加密。Hsu等人提出隐私保护的SIFT的问题，可以实现良好的检索效率，但是其巨大的计算开销和通信开销在资源受限的设备中是不适用的。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的图像检索方法存在资源消耗严重，或是计算开销和通信开销较大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法。

本发明的实现过程为，一种云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法，所述云环境下支持隐私保护的高效密文图像检索方法包括以下步骤：

步骤一，图像拥有者对图像提取特征向量，使用AES或RSA等加密技术对图像进行加密；

步骤二，图像拥有者基于特征向量建立检索索引，并使用安全模哈希对索引进行加密；

步骤三，将加密后的图像和相对应的安全索引上传到云服务器；

步骤四，用户发送查询请求，云服务器在树形索引上作检索操作，并将正确结果返回给用户