動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，包括以下步驟：用戶將數(shù)據(jù)存儲在云服務器上，數(shù)據(jù)被看作是一串的n個文件f=(f1，...，fn)；假設(shè)用戶獲取一個索引程序，把文件f作為輸入，然后輸出一個反向索引；根據(jù)輔助搜索協(xié)議給定一個搜索項，設(shè)關(guān)鍵詞為w，用fw表示文件f中包含單詞w的文件集合；上述中，如果c=(c1，...，cn)是一個文件f中的文件加密的集合，那么cw表示所有fw中的文件的密文集合。通過上述方式，本發(fā)明實現(xiàn)了對加密數(shù)據(jù)的檢索，能夠保障保密性、完整性、可驗證性，用戶不光可以通過一個搜索接口去高效地檢索數(shù)據(jù)，而且還能安全地添加以及刪除數(shù)據(jù)。
【專利說明】動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加密方法的領(lǐng)域，特別是涉及動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著磁盤上存儲的內(nèi)容大小高速增長，文件索引正日益變得重要。云存儲服務為那些不能購買以及維持自己存儲設(shè)施的客戶提供了一個高可獲取性、高易用性和便宜的遠端數(shù)據(jù)源。盡管很多云存儲應用要求提供面向云供應商的安全性（例如存儲高強度的商業(yè)數(shù)據(jù)或者醫(yī)療記錄），大多數(shù)服務不能夠完全保證供應商既不能看見也不能修改數(shù)據(jù)。在很大程度上，這是因為現(xiàn)在的安全手段（如加密或者簽名）削弱了云存儲的可用性以及效倉泛。
[0003]公司很多時候會把自己的數(shù)據(jù)外包給數(shù)據(jù)中心，通過將數(shù)據(jù)存儲在第三方的遠程服務器上，云存儲應用保證了數(shù)據(jù)的高可獲取性、高易用性，同時減低了設(shè)施成本。但是光有高可獲取性遠遠不夠的，因為客戶需要對數(shù)據(jù)提供保密性、完整性，然而這些特性不在高昂的運算和帶寬的代價上是無法保證的。保密性和完整性在高強度的商業(yè)或企業(yè)的數(shù)據(jù)、機密的政府文件以及醫(yī)療記錄的存儲過程中是必不可少的。
[0004]另外一種情況，該數(shù)據(jù)是可以被加密存儲的，但是現(xiàn)有加密算法輸出的內(nèi)容是無法被檢索的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，實現(xiàn)了對加密數(shù)據(jù)的檢索，能夠保障保密性、完整性、可驗證性，用戶不光可以通過一個搜索接口去高效地檢索數(shù)據(jù)，而且還能安全地添加以及刪除數(shù)據(jù)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，包括以下步驟：用戶將數(shù)據(jù)存儲在云服務器上，數(shù)據(jù)被看作是一串的η個文件f = (fl，. · .，fn );假設(shè)用戶獲取一個索引程序，把文件f作為輸入，然后輸出一個反向索引；根據(jù)輔助搜索協(xié)議給定一個搜索項，設(shè)關(guān)鍵詞為《，用fV表示文件f中包含單詞w的文件集合；
上述中，如果c = (cl，. . .，cn )是一個文件f中的文件加密的集合，那么cw表示所有fw中的文件的密文集合。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的輔助搜索協(xié)議包括SETUP、STORE、SEARCH、CHECK、ADD 和 DELETE 協(xié)議。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的數(shù)據(jù)信息為動態(tài)的。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的每個文件f有唯一的標識符，稱為id(fi )。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的檢索索引時間為占總的搜索時間的O. 001%。
[0011]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，實現(xiàn)了對加密數(shù)據(jù)的檢索，能夠保障保密性、完整性、可驗證性，用戶不光可以通過一個搜索接口去高效地檢索數(shù)據(jù)，而且還能安全地添加以及刪除數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法一較佳實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括:
一種動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，包括以下步驟:用戶將數(shù)據(jù)存儲在云服務器上，數(shù)據(jù)被看作是一串的η個文件f = (fl,...，fn );假設(shè)用戶獲取一個索引程序，把文件f作為輸入，然后輸出一個反向索引；根據(jù)輔助搜索協(xié)議給定一個搜索項，設(shè)關(guān)鍵詞為W，用fw表示文件f中包含單詞w的文件集合；
上述中，如果c = (cl，...，cn )是一個文件f中的文件加密的集合，那么cw表示所有fw中的文件的密文集`合。
[0015]其中，所述的數(shù)據(jù)信息為動態(tài)的，可以在任何時候添加或刪除文件；所述的每個文件f有唯一的標識符，稱為id(fi );所述的檢索索引時間為占總的搜索時間的0.001%。
[0016]進一步的，所述的輔助搜索協(xié)議包括SETUP、STORE、SEARCH、CHECK、ADD和DELETE協(xié)議。
[0017]SETUP:被客戶端用來初始化密鑰K，它由底層密碼學原語所需要的密鑰組成。
[0018]STORE:被客戶端用來存儲一個文件集合f = (fl,...，fn)到服務器?？蛻舳讼葘ξ募運行索引程序，產(chǎn)生索引S，該索引與f通過SSE方案一起被加密。這一步產(chǎn)生加密索引Y和一個加密文件集C。然后它繼續(xù)使用PDP對c進行加密；用DSA認證δ以及一串頭文件 h = (hi,..., hn )。這里，hi = (id(fi ), si , H(ci )),
Si是文件f i的摘要經(jīng)過私鑰加密過，H是無碰撞散列函數(shù)。這兩步產(chǎn)生一列標簽t (與每個密文c對應)，一個認證α以及一個狀態(tài)st。最后，客戶向服務器發(fā)送加密索引Y、加笛'文件C、一列標簽t、頭h和認證α。
[0019]SEARCH:是用來搜索所有有關(guān)鍵詞w的文件?？蛻粝葹殛P(guān)鍵詞w生成SSE搜索令牌τ。令牌被發(fā)送到服務器，被用來恢復包含w的加密文件標識符Iw。服務器然后發(fā)回{hi e h:1 e Iwl和一個DSA證明π a?？蛻粽J證DSA證明，如果正確，則用密鑰解密文件的摘要并呈現(xiàn)給用戶，用戶然后返回這些文件的子集合IO e Iw，讓客戶端發(fā)給服務器。后者發(fā)回密文IciO e c: 1￡10}。對于1 e 10，客戶驗證H(ciO)與h中對應的hash相同，如果任何一個驗證失敗，輸出丄，否則解密密文輸出文件。[0020]CHECK :用來驗證服務器是否篡改客戶端的文件?？蛻舭l(fā)送一個PDP挑戰(zhàn)給服務器，后者回答一個使用密文c和標簽t計算出來的PDP證明πρ。這個證明而后被客戶用來驗證，如果成功返回true否則返回false。
[0021]ADD :被用來添加一個文件。首先客戶發(fā)送一個文件、它的PDP標簽、SSE和DSA添加令牌給服務器。服務器返回DSA回執(zhí)，客戶用來更行DSA狀態(tài)。
[0022]DELETE :工作原理與ADD相同。
[0023]綜上所述，從較高層面上看，保密性通過SSE來達到，這保證了客戶的數(shù)據(jù)和搜索項始終相對服務器隱藏。完整性通過使用PDP來實現(xiàn)，可驗證性通過搜索認證實現(xiàn)。
[0024]本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
I.(保密性）服務器不能從客戶的存儲的文件中習得任何信息。
[0025]2.(完整性）任何服務器對客戶文件的篡改都會被發(fā)現(xiàn)。
[0026]3.(可驗證性）服務器不能添加或者省略SEARCH操作返回的文件而不被發(fā)現(xiàn)。
[0027]本發(fā)明的揭示動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，實現(xiàn)了對加密數(shù)據(jù)的檢索，能夠保障保密性、完整性、可驗證性，用戶不光可以通過一個搜索接口去高效地檢索數(shù)據(jù)，而且還能安全地添加以及刪除數(shù)據(jù)。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，其特征在于，包括以下步驟: 用戶將數(shù)據(jù)存儲在云服務器上，數(shù)據(jù)被看作是一串的η個文件f = (fl，...，fn );假設(shè)用戶獲取一個索引程序，把文件f作為輸入，然后輸出一個反向索引；根據(jù)輔助搜索協(xié)議給定一個搜索項，設(shè)關(guān)鍵詞為《，用fV表示文件f中包含單詞w的文件集合； 上述中，如果c = (cl，...，cn )是一個文件f中的文件加密的集合，那么cw表示所有fw中的文件的密文集合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，其特征在于，所述的輔助搜索協(xié)議包括SETUP、STORE、SEARCH、CHECK、ADD和DELETE協(xié)議。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)信息為動態(tài)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法，其特征在于，所述的每個文件f有唯一的標識符，稱為id(fi )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于動態(tài)可檢索的云計算數(shù)據(jù)加密方法的操作方法，所述的檢索索引時間為占總的搜索時間的0.001%。
【文檔編號】H04L29/08GK103532934SQ201310449668
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】羅喜召 申請人:蘇州大學