[发明专利]一种同时支持合取与析取关键词查询的公钥加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及密码学领域，涉及一种可查询加密方法，尤其涉及一种基于多关键词查询的公钥加密方法。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，数据量的大规模增长，越来越多的企业与个人会通过网络共享彼此有用的数据。特别是在今天，云计算、云服务的大规模发展，越来越多的人会对处于托管模式下的数据的安全性产生疑虑。各地频发的用户隐私泄露已经成为热门话题。这些数据的泄露不仅仅是由于黑客的攻击，也有一大部分是管理人员的监守自盗。为了保证数据的机密性，将数据加密后存储在云端服务器上是解决上述安全问题的一种有效方法。但是，当用户需要寻找包含某个关键字的相关文件时，将会遇到如何在云端服务器上进行密文检索的问题。一种简单的方法是将所有密文数据下载到本地进行解密，然后在明文上进行关键字搜索，但是这种操作需要庞大的传输开销、存储开销和计算开销。为了更好地对密文进行检索，可查询加密 (searchable encryption)便应运而生，并在近些年中得到了广泛研究和发展。

构建安全高效的支持合取关键词或析取关键词查询的公钥加密方案是该领域中的两个重要问题。尽管支持合取关键词查询的方案进展较为迅速，但是析取关键词查询的研究过程却很很慢。为了支持析取关键词查询，支持内积的谓词加密方案被提出。利用该方案和简单索引构建方法，该方案可以支持在密文上进行多项式，以及合取或析取范式查询。

尽管如此，基于谓词加密方案以及简单索引构建方法构造出的析取关键词查询方案在时间和空间复杂度上都属于指数级。另外，如果用户想要同时执行合取和析取关键字查询时，他必须构建析取和合取两种方案，并同时维护两个系统以满足用户需求。基于以上两个缺陷，本发明旨在构建一个同时支持合取与析取关键词查询的公钥加密方法，并保证方案的时间与空间复杂度优于之前方案。

发明内容

本发明为了解决现有技术问题，设计一种同时支持合取与析取关键词查询的公钥加密方法，包括：

四个多项式时间算法，分别为keyGen、indexBuild、trapdoor和 test算法，其中，keyGen算法是根据选定的安全参数r，产生公钥pk 以及私钥sk；indexBuild算法是以公钥pk和一个关键词集合 W＝{w₁，w₂，…，w_n}作为输入，产生一个安全索引I_W作为输出； trapdoor算法接受sk以及查询关键词集合Q＝{q₁，q₂，…，q_m}和符号 sym∈{∨，∧}作为输入，输出陷门T_Q，在这里m≤n；test算法是输入pk，I_W以及T_Q，如果是合取关键词查询，则判断是否存在如果存在则输出1，否则输出0；如果是析取关键词查询，则判断集合Q∩W是否为空，如果不为空则输出1，否则输出0。

与相关技术相比，本发明提供的同时支持合取与析取关键词查询的公钥加密方法不仅支持析取关键词查询，而且同时支持合取关键词查询，并保证方案的时间与空间复杂度优于之前方案。

具体实施方式

以下详细说明本发明。

实施例

一种同时支持合取与析取关键词查询的公钥加密方法，包括；

包括四个多项式时间算法，分别为keyGen、indexBuilf、trapdoor 和test算法，其中，keyGen算法是根据选定的安全参数r，产生公钥 pk以及私钥sk；indexBuild算法是以公钥pk和一个关键词集合 W＝{w₁，w₂，…，w_n}作为输入，产生一个安全索引I_W作为输出； trapdoor算法接受sk以及查询关键词集合Q＝{q₁，q₂，…，q_m}和符号 sym∈{∨，∧}作为输入，输出陷门T_Q，在这里m≤n；test算法是输入pk，I_W以及T_Q，如果是合取关键词查询，则判断是否存在如果存在则输出1，否则输出0；如果是析取关键词查询，则判断集合Q∩W是否为空，如果不为空则输出1，否则输出0。

进一步，将关键词集合W和Q分别转换为矩阵M和向量，具体为：对于索引关键词集合W，采用公式(1)构建函数：