基于加密云數(shù)據(jù)降維的安全高效排序搜索方法
發(fā)布時間：2021-02-03 02:06
云存儲技術(shù)為用戶和企業(yè)提供了一個巨大的平臺,用戶和企業(yè)可以通過把大量數(shù)據(jù)存儲在云端,來節(jié)省本地存儲空間,降低開銷,享受更便捷的服務(wù),因此云存儲技術(shù)在各大行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。然而用戶如果直接把明文上傳到云服務(wù)器,會造成信息泄露,用戶個人信息安全得不到保障,同時隨著云存儲信息量的不斷擴(kuò)大,數(shù)據(jù)搜索效率急劇下降,數(shù)據(jù)維護(hù)的成本開銷大大增加,數(shù)據(jù)安全性也得不到有力保障,傳統(tǒng)的搜索方法已經(jīng)不能滿足用戶和企業(yè)的需求。因此,安全高效的密文排序搜索方案的研究極其重要。針對數(shù)據(jù)安全性問題和搜索效率問題,本文進(jìn)行了如下研究:首先,本文提出了一種基于加密云數(shù)據(jù)線性降維的安全高排序搜索方法——DRQMⅠ。為了提高數(shù)據(jù)的搜索效率,本文通過對各種密文搜索方法的深入分析,在對關(guān)鍵詞索引加密之前,采用主成分分析算法（PCA）來降低索引矩陣的維度,從而使得密鑰維度也隨之降低,而在創(chuàng)建陷門的時候,用查詢向量與由索引矩陣得到的特征向量矩陣相乘來降維,如此一來就大大提高了數(shù)據(jù)加密的速度和搜索效率。針對未授權(quán)用戶和不可信服務(wù)器的侵犯隱私行為,本文采用可逆矩陣加密的方法來保護(hù)數(shù)據(jù)信息,并在此基礎(chǔ)上,本文提出...
【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１?ＫＰＣＡ算法流程??首先將對原始數(shù)據(jù)樣本義進(jìn)行中心化，然后利用核函數(shù)計算核矩陣Ｍ５９１，將原始數(shù)據(jù)??映射到高維空間，使得這些數(shù)據(jù)可以線性分解，接下來的過程和ＰＣＡ算法過程一樣，計算??
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于加密云數(shù)據(jù)降維的安全高效排序搜索方法??２．２對稱可搜索加密技術(shù)??２．２．１?ＳＷＰ??２０００年，Ｓｏｎｇ等采用兩層加密結(jié)構(gòu)，提出了?ＳＷＰ方案［｜９］。為了不讓搜索信息泄露給??未授權(quán)的服務(wù)器，ＳＷＰ方案采用雙層加密結(jié)構(gòu)，支持隱藏查詢。所謂雙層加密就是進(jìn)行兩??次加密。ＳＷＰ方案在搜索的時候，對數(shù)據(jù)進(jìn)行一種不帶索引的順序掃描，并采用概率搜索??的形式，通過控制參數(shù)／？，將錯誤匹配的概率降低到１／２＂＇。??明文??Ｉ??１??Ｅ??Ｔ??ｍ）??？?＿??Ａ?＾??Ｍ－＾）?？密文???；??１／??流密碼?？?Ｓ，?Ｆｋｉ?（Ｓ）?７??Ｔ???Ｉ??Ｆｋｉ??圖２．２?ＳＷＰ的加密機(jī)制??ＳＷＰ方加密方案的加密機(jī)制如圖２．２所示，具體步驟如下：??第一步：文本處理和密鑰生成。首先將明文分成固定長度的單詞塊的形式，較短的單??詞進(jìn)行空格填補(bǔ)，較長的單詞進(jìn)行分割，按順序排列為％，，然后生成密鑰ｒ和ｒ，??并使用偽隨機(jī)生成器生成偽隨機(jī)流５；，Ｓ２，…，５；，…，５。??第二步：預(yù)加密。用加密算法對單詞塊進(jìn)行預(yù)加密，預(yù)加密對應(yīng)的密鑰為??ｋ＼??８??
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于加密云數(shù)據(jù)降維的安全高效排序搜索方法??隆過濾器越長，誤差越小；長度越短，誤差就越大。因此，布隆過濾器的長度需要由誤差??參數(shù)來決定，假設(shè)誤差率為ｐ樣本個數(shù)為《，則布隆過濾器的大�。碛嬎闳绻剑玻ǎ保�??Ｉｎ?ｐ??２－⑴??由布隆過濾器的大小ｍ的計算公式可得哈希函數(shù)的個數(shù)Ａ計算如公式２－（２）：??ｋ?－＼ｘ＼２ｙ．—?２－（２）??ｎ??由以上公式２－（１）和２－（２）也可以計算誤差率ｐ的計算如公式２－（３）：??ｐ－＾－ｅ＾ｙ?２＇（３）??利用布隆過濾器來判斷一個元素Ｗ是否存在于集合中的步驟如下：??Ｉ??Ｓｉ??ｈ丨（ｓｉ）?ｈ人Ｓｉ）！?…?九⑷??ｚ，’?／?／?＼??—．，彳’?，／?—Ｊ??＼——???１００１０１０?？？？０１００??圖２．３哈希映射機(jī)制??第一步：將布隆過濾器的長度設(shè)置為Ｗ。首先將數(shù)組初始化，每位都設(shè)置為０。??第二步：對于集合里面的每一個元素５；，將元素通過哈希函數(shù)Ｗ，．．．，Ａａ．進(jìn)行映射，??產(chǎn)生々個哈希值，每個哈希值對應(yīng)數(shù)組上一個元素，將該位置標(biāo)記為１，哈希映射機(jī)制如??圖２．３所示。??第三步：查詢元素ｗ是否存在集合中時，同樣將ｗ通過哈希映射到數(shù)組上的Ａ個點(diǎn)。??第四步：如果這々個點(diǎn)的其中有一個點(diǎn)不為１，則可以判斷該元素ｗ?－定不存在集合??中。反之，如果這Ａ個點(diǎn)都為１，則該元素ｗ可能存在集合中，存在集合中的概率為１－；？，??在實際應(yīng)用中可以忽略誤差／？，認(rèn)為ＶＶ存在集合中。??１０??
本文編號：3015729
【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１?ＫＰＣＡ算法流程??首先將對原始數(shù)據(jù)樣本義進(jìn)行中心化，然后利用核函數(shù)計算核矩陣Ｍ５９１，將原始數(shù)據(jù)??映射到高維空間，使得這些數(shù)據(jù)可以線性分解，接下來的過程和ＰＣＡ算法過程一樣，計算??
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于加密云數(shù)據(jù)降維的安全高效排序搜索方法??２．２對稱可搜索加密技術(shù)??２．２．１?ＳＷＰ??２０００年，Ｓｏｎｇ等采用兩層加密結(jié)構(gòu)，提出了?ＳＷＰ方案［｜９］。為了不讓搜索信息泄露給??未授權(quán)的服務(wù)器，ＳＷＰ方案采用雙層加密結(jié)構(gòu)，支持隱藏查詢。所謂雙層加密就是進(jìn)行兩??次加密。ＳＷＰ方案在搜索的時候，對數(shù)據(jù)進(jìn)行一種不帶索引的順序掃描，并采用概率搜索??的形式，通過控制參數(shù)／？，將錯誤匹配的概率降低到１／２＂＇。??明文??Ｉ??１??Ｅ??Ｔ??ｍ）??？?＿??Ａ?＾??Ｍ－＾）?？密文???；??１／??流密碼?？?Ｓ，?Ｆｋｉ?（Ｓ）?７??Ｔ???Ｉ??Ｆｋｉ??圖２．２?ＳＷＰ的加密機(jī)制??ＳＷＰ方加密方案的加密機(jī)制如圖２．２所示，具體步驟如下：??第一步：文本處理和密鑰生成。首先將明文分成固定長度的單詞塊的形式，較短的單??詞進(jìn)行空格填補(bǔ)，較長的單詞進(jìn)行分割，按順序排列為％，，然后生成密鑰ｒ和ｒ，??并使用偽隨機(jī)生成器生成偽隨機(jī)流５；，Ｓ２，…，５；，…，５。??第二步：預(yù)加密。用加密算法對單詞塊進(jìn)行預(yù)加密，預(yù)加密對應(yīng)的密鑰為??ｋ＼??８??
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?基于加密云數(shù)據(jù)降維的安全高效排序搜索方法??隆過濾器越長，誤差越小；長度越短，誤差就越大。因此，布隆過濾器的長度需要由誤差??參數(shù)來決定，假設(shè)誤差率為ｐ樣本個數(shù)為《，則布隆過濾器的大�。碛嬎闳绻剑玻ǎ保�??Ｉｎ?ｐ??２－⑴??由布隆過濾器的大小ｍ的計算公式可得哈希函數(shù)的個數(shù)Ａ計算如公式２－（２）：??ｋ?－＼ｘ＼２ｙ．—?２－（２）??ｎ??由以上公式２－（１）和２－（２）也可以計算誤差率ｐ的計算如公式２－（３）：??ｐ－＾－ｅ＾ｙ?２＇（３）??利用布隆過濾器來判斷一個元素Ｗ是否存在于集合中的步驟如下：??Ｉ??Ｓｉ??ｈ丨（ｓｉ）?ｈ人Ｓｉ）！?…?九⑷??ｚ，’?／?／?＼??—．，彳’?，／?—Ｊ??＼——???１００１０１０?？？？０１００??圖２．３哈希映射機(jī)制??第一步：將布隆過濾器的長度設(shè)置為Ｗ。首先將數(shù)組初始化，每位都設(shè)置為０。??第二步：對于集合里面的每一個元素５；，將元素通過哈希函數(shù)Ｗ，．．．，Ａａ．進(jìn)行映射，??產(chǎn)生々個哈希值，每個哈希值對應(yīng)數(shù)組上一個元素，將該位置標(biāo)記為１，哈希映射機(jī)制如??圖２．３所示。??第三步：查詢元素ｗ是否存在集合中時，同樣將ｗ通過哈希映射到數(shù)組上的Ａ個點(diǎn)。??第四步：如果這々個點(diǎn)的其中有一個點(diǎn)不為１，則可以判斷該元素ｗ?－定不存在集合??中。反之，如果這Ａ個點(diǎn)都為１，則該元素ｗ可能存在集合中，存在集合中的概率為１－；？，??在實際應(yīng)用中可以忽略誤差／？，認(rèn)為ＶＶ存在集合中。??１０??
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