云环境下基于可搜索加密技术的密文全文检索研究
一种支持多关键字子集检索的可搜索加密系统及方法[发明专利]
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专利名称：一种支持多关键字子集检索的可搜索加密系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：樊凯,陈琪,王昊洋,张明润,陈红艳,李晖
申请号：CN202111541515.9
申请日：20211216
公开号：CN114398650A
公开日：
20220426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于无线通信网络安全技术领域，公开了一种支持多关键字子集检索的可搜索加密系统及方法，利用改进的大数据挖掘算法，在云服务器和边缘节点半可信的前提下，通过算法设计使得边缘服务器在密文上完成高效的检索和更新，以此实现用户对加密数据的管理；边缘节点收到检索请求后，使用收到的陷门在安全索引上执行搜索算法，返回匹配度最高的文件编号，将文件编号和用户IP发给云服务器，最后由云服务器将检索结果发送给用户，以此实现用户对数据的安全访问。
本发明能够在保证外包数据安全性前提下，实现了高效安全的数据查询与更新，可用于云边端协同环境下用户对海量数据的安全管理。
申请人：西安电子科技大学
地址：710071 陕西省西安市太白南路2号西安电子科技大学
国籍：CN
代理机构：西安长和专利代理有限公司
代理人：何畏
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全文检索方案
全文检索方案1. 简介全文检索（Full-Text Search）是一种用于快速搜索大量文本数据的技术。
它能够根据用户提供的关键词，从文本数据中匹配相关的内容。
全文检索方案被广泛应用于各种领域，如搜索引擎、电子邮件系统、社交媒体平台等。
本文将介绍全文检索的基本原理、常见的全文检索方案以及如何选择合适的方案来满足不同的需求。
2. 全文检索原理全文检索的原理主要包括以下几个步骤：2.1 索引建立在进行全文检索之前，需要先将文本数据进行索引建立。
索引是一种特殊的数据结构，用于快速定位文档中包含特定关键词的位置。
在索引建立过程中，需要对文本数据进行分词处理，将文本拆分成一个个独立的单词，并记录每个单词在文档中的位置信息。
2.2 搜索查询当用户输入关键词进行搜索时，系统会将关键词进行分词处理，并根据索引快速定位匹配的文档。
搜索查询的结果通常包括匹配的文档及对应的相关性得分。
2.3 相关性排序在搜索查询的结果中，通常需要根据相关性进行排序，以便将最相关的文档排在前面。
相关性排序的算法通常基于词频、文档长度、文档位置等因素进行计算。
2.4 结果展示最后，系统会根据排序结果将匹配的文档展示给用户。
展示方式通常包括摘要、高亮显示匹配的关键词等。
3. 常见的全文检索方案目前，市面上有多种成熟的全文检索方案可供选择。
下面介绍几种常见的方案：3.1 ElasticsearchElasticsearch是一个高性能的分布式全文搜索引擎，基于Lucene开发。
它支持实时数据索引与搜索，并具有强大的搜索、聚合和分析能力。
Elasticsearch易于使用，并提供了丰富的API，可以与各种编程语言进行集成。
3.2 Apache SolrSolr是基于Apache Lucene的开源搜索平台。
它提供了强大的全文检索功能，并支持分布式搜索、自动索引、高亮显示等特性。
Solr也提供了RESTful API，方便与其他应用集成。
3.3 SphinxSphinx是一种开源的全文搜索引擎，专注于高性能和低内存消耗。
密文字段检索方案
密文字段检索方案密文字段检索方案是一种用于在密文数据库中进行关键字搜索的技术。
它的设计目标是保护用户数据的隐私和安全，同时提供高效的搜索功能。
在这篇文章中，我们将介绍密文字段检索方案的原理和应用，以及它对数据隐私和安全的重要作用。
密文字段检索方案使用的是一种特殊的加密算法，可以将用户的数据加密后存储在数据库中。
这样，即使数据库被攻击者获取，也无法直接读取和理解数据的内容。
当用户需要搜索特定的关键字时，他们可以将关键字进行加密，并将加密后的关键字发送给数据库。
数据库使用相同的加密算法对关键字进行加密，并在加密后的数据中查找匹配的结果。
然后，数据库将匹配的结果返回给用户，并对结果进行解密，使用户能够查看和使用搜索结果。
密文字段检索方案的核心技术是同态加密和安全多方计算。
同态加密是一种特殊的加密算法，它允许在密文状态下进行计算，并在解密后得到与在明文状态下进行相同计算的结果。
安全多方计算是一种分布式计算的技术，它允许多个参与方在不暴露私密输入的情况下进行计算，并得到计算结果。
在密文字段检索方案中，数据库和用户是参与方。
用户将关键字加密后发送给数据库，数据库使用同态加密和安全多方计算的技术对关键字进行搜索，然后将匹配的结果返回给用户。
这样，即使数据库被攻击者获取，攻击者也无法获得关键字的明文和搜索结果的明文，从而保护了用户的数据隐私和安全。
密文字段检索方案在许多领域都有广泛的应用。
例如，在医疗保健领域，医院可以使用密文字段检索方案来对患者的病历进行搜索。
这样，即使医院的数据库被黑客攻击，黑客也无法获取患者的隐私信息。
在金融领域，银行可以使用密文字段检索方案来对客户的交易记录进行搜索，保护客户的隐私和交易安全。
在社交网络和电子商务领域，用户可以使用密文字段检索方案来搜索感兴趣的内容或产品，同时保护他们的个人信息。
尽管密文字段检索方案提供了强大的数据隐私和安全保护，但它也存在一些挑战和限制。
首先，由于加密和解密的计算量较大，密文字段检索方案可能会导致搜索速度较慢。
全文检索方案
-检索服务模块：提供用户查询请求处理和结果返回。
-用户界面模块：提供用户与系统交互的友好界面。
2.技术选型
-搜索引擎：选用成熟稳定的开源搜索引擎技术。
-分词组件：采用高效准确的中文分词技术。
-数据存储：基于分布式文件系统，确保数据的高可用性。
-安全机制：采用加密和安全认证技术保障数据安全。
3.试点推广：在部分部门或业务领域进行试点应用，根据反馈调整优化系统。
4.全员推广：逐步将全文检索系统推广至全公司，提高整体工作效率。
六、总结
全文检索方案旨在为企业提供高效、准确的检索服务，助力企业快速从海量数据中获取有价值的信息。本方案遵循合法合规原则，注重用户隐私保护和数据安全，具备较强的实用性和可推广性。希望通过本方案的实施，为企业带来良好的效益。
2.用户隐私保护
在数据采集、存储、检索等过程中，采取匿名化、加密等手段，保护用户隐私信息。
3.数据安全
建立完善的数据安全防护策略，包括数据备份、访问控制、安全审计等措施，防止数据泄露和非法访问。
五、实施与部署
1.技术培训
对系统管理员和最终用户进行专业的技术培训，确保他们能够熟练使用和运维全文检索系统。
3.功能设计
-基础检索：支持关键词、短语、句子等多种检索方式。
-高级检索：提供分类、标签、日期等筛选条件。
-检索优化：实现智能提示、拼写纠错、同义词扩展等功能。
-结果展示：提供分页、排序、高亮显示等用户友好的展示方式。
四、合法合规性保障
1.法律法规遵循
本方案严格遵循《网络安全法》、《数据安全法》等法律法规，确保系统设计和实施符合国家要求。
2.系统部署
隐私保护的密文数据检索技术
随着数据更新速度的加快，数据检索技术需要具备实时性 。
数据检索技术的准确性
在保证实时性的同时，需要提高数据检索技术的准确性。
THANKS
谢谢您的观看
数据分析
金融机构需要对大量数据进行处理和 分析，以提供更好的服务。使用隐私 保护的密文数据检索技术可以在不泄 露敏感信息的情况下进行数据分析， 从而保护客户的隐私。
医疗领域
电子病历
医疗机构的电子病历中包含大量敏感信息，如患者姓名、年龄、疾病类型等。使用隐私保护的密文数据检索技术 可以对电子病历进行加密处理，确保患者隐私不被泄露。
隐私保护的密文数据检索技术的分类
基于对称加密的密文数据检索技术
利用对称加密算法对数据进行加密，通过解密密钥对查询进行解密，获取查询 结果。
基于公钥加密的密文数据检索技术
利用公钥加密算法对数据进行加密，通过公钥对查询进行加密，再利用私钥对 结果进行解密，获取查询结果。
隐私保护的密文数据检索技术的发展历程
传统的数据检索方法通常涉及到对数据的明文处理，这可能 导致数据隐私泄露的风险。为了解决这一问题，密文数据检 索技术应运而生，该技术可以在不泄露原始数据的情况下实 现对数据的检索和分析。
研究意义
密文数据检索技术对于保护个人隐私 和商业机密具有重要意义，有助于推 动数据共享和开放，促进数据经济的 发展。
隐私保护的密文数据检索技 术
汇报人： 2023-12-27
目录
• 引言 • 隐私保护的密文数据检索技术
概述 • 隐私保护的密文数据检索技术
的基本原理
目录
• 隐私保护的密文数据检索技术 的应用场景
• 隐私保护的密文数据检索技术 的挑战与解决方案
隐私保护的空间关键字密文检索
隐私保护的空间关键字密文检索隐私保护的空间关键字密文检索随着互联网技术的快速发展和智能设备的普及，数据的产生和传输已经成为我们生活的一部分。
然而，与此同时，隐私的泄露和滥用也日益成为一个严重的问题。
在这样的背景下，隐私保护的空间关键字密文检索（Private Space-keyword Search，PSS）应运而生。
隐私保护的空间关键字密文检索是一种在云计算环境下进行的数据检索方法，旨在保护用户数据的隐私和保密性。
它通过将用户的数据进行加密处理，并在不暴露明文的情况下，实现对数据的有效检索。
在传统的数据检索中，通常需要将数据明文化后，再进行索引和检索操作。
然而，这种方式容易导致数据的泄露和滥用。
因此，隐私保护的空间关键字密文检索采用了一种全新的方式。
它通过对用户数据进行加密，并使用搜索密钥进行检索。
由于密文中的关键字信息已经被加密处理，因此用户的数据可以得到保护，同时也不会暴露给云服务提供商或其他不可信的第三方。
使用隐私保护的空间关键字密文检索技术，用户在上传数据之前可以对数据进行加密，从而防止数据在传输和存储过程中的泄露。
同时，通过向云服务器发送搜索密钥，用户可以在不暴露数据明文的情况下，在云端进行数据检索。
这种方式在一定程度上解决了用户数据隐私保护的问题。
然而，隐私保护的空间关键字密文检索也面临一些挑战。
首先，由于数据的加密处理，检索的效率会大大降低。
在传统的明文检索中，可以通过建立索引来提高检索效率，但在密文检索中，由于无法直接操作明文数据，建立索引的方式也需要进行改进。
其次，如何处理用户的动态更新和删除请求也是一个需要解决的问题。
在现实场景中，用户常常需要对已上传的数据进行更新和删除操作，因此，如何在保护隐私的前提下实现用户的操作也需要进行研究。
为了解决这些问题，研究人员提出了一系列的解决方案。
其中，一种常见的方式是使用属性加密和搜索技术。
通过使用属性加密，可以在数据加密的同时保留数据的一些属性信息，从而提高数据的检索效率。
面向电子档案系统的全文检索算法研究
面向电子档案系统的全文检索算法研究全文检索算法在电子档案系统中的研究随着信息技术的不断发展，电子档案系统已经成为了一个重要的工具，用于管理和存储各种类型的电子文档。
然而，随着电子文档数量的迅速增加，如何快速有效地检索并获取所需信息，成为了关注的焦点。
全文检索算法作为一种重要的信息检索技术，被广泛应用于电子档案系统中。
本文将探讨面向电子档案系统的全文检索算法的研究。
首先，我们需要了解什么是全文检索。
全文检索是一种根据关键词或关键字对整个文档进行搜索和匹配的技术。
与传统的关键字检索不同，全文检索不仅能够基于文档的标题或摘要进行搜索，还能够对文档的全部内容进行搜索，从而提供更准确和全面的搜索结果。
在电子档案系统中，全文检索算法的设计需要考虑以下几个方面的需求：1. 检索速度：电子档案系统中存储了大量的电子文档，因此全文检索算法需要具备快速检索和响应的能力。
在设计算法时，需要考虑将检索时间缩短到最小。
2. 检索准确性：全文检索算法的设计需要保证搜索结果的准确性。
需要考虑采用适当的检索模型和匹配算法，以避免返回无关或错误的搜索结果。
3. 多样化的查询支持：电子档案系统中，用户可能使用各种查询方式来检索文档，如关键词、短语、布尔操作等。
全文检索算法应支持多种查询类型，并能够根据用户的查询需求返回相应的结果。
4. 高效的索引结构：为了提高检索效率，全文检索算法需要采用高效的索引结构。
常用的索引结构包括倒排索引、B树索引等。
通过合理选择索引结构，能够提高检索速度和准确性。
5. 存储空间优化：电子档案系统中存储了大量的文档数据，因此，存储空间的利用也是算法设计中需要考虑的一个重要因素。
全文检索算法需要通过合理的数据压缩和存储结构设计，以尽量减少存储空间的占用。
近年来，随着机器学习和人工智能的发展，全文检索算法也开始引入这些相关技术。
例如，可以利用机器学习算法对文档进行分类和标注，以提高文档的检索准确性。
此外，还可以利用自然语言处理和深度学习等技术，对文档进行语义分析和情感分析，从而进一步提升全文检索算法的性能。
密文检索打开云存储加密桎梏的金钥匙
– 利用编辑距离的距离相似性，提出了基于关键字集合的模糊 关键字检索方案
– 基于编辑距离的方法
– 预先罗列编辑距离小于指定值的字符串，并保护 – 需要进行服务器端安全计算
– 基于LSH(Locality Sensitive Hashing)的方法
由公开参 低 数生成
对称可搜索加密（SSE）
上载数据、索引
用户既是密文数据生成者，
又是密文信息检索者
陷门查询 返回结果
用户端计算关键词陷门 除极少数全文扫描类方案
索引构造方式 关键词集合式
加密链表式 位图索引式 多项式判定式
[song00]外，服务器端维护密
文索引 服务器端根据索引返回与陷 门相关的文档编号集合
人人网：
校友关系信息 用户学校专业等信息
4
云存储中的密文检索需求
便携设备
PC 设备
移动终端
内部存储设备
2014/5/28
加密云数据
DB-a-a-S 中的密文检索需求
2014/5/28
密文检索技术概述
7
密文检索（Search on Encrypted Data）
• 支持用户查找远程服务器上的密文信息 • 广义密文检索概念包括两部分
• 大多数场景下，用户提交多关键词联合检索 • 合取关键词检索(CKS)
– – – – 直观的方式是将单关键词检索集合求交集 基于双线性映射的方案 基于门限秘密共享的方案 基于Bloom Filter的方案
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。