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(shí)間:2021-02-03 02:06
云存儲(chǔ)技術(shù)為用戶和企業(yè)提供了一個(gè)巨大的平臺(tái),用戶和企業(yè)可以通過(guò)把大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,來(lái)節(jié)省本地存儲(chǔ)空間,降低開銷,享受更便捷的服務(wù),因此云存儲(chǔ)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(huì)造成信息泄露,用戶個(gè)人信息安全得不到保障,同時(shí)隨著云存儲(chǔ)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(duì)數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題和搜索效率問(wèn)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(guò)對(duì)各種密文搜索方法的深入分析,在對(duì)關(guān)鍵詞索引加密之前,采用主成分分析算法(PCA)來(lái)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(shí)候,用查詢向量與由索引矩陣得到的特征向量矩陣相乘來(lái)降維,如此一來(lái)就大大提高了數(shù)據(jù)加密的速度和搜索效率。針對(duì)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(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)信息,并在此基礎(chǔ)上,本文提出...
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?KPCA算法流程??首先將對(duì)原始數(shù)據(jù)樣本義進(jìn)行中心化,然后利用核函數(shù)計(jì)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(lái)的過(guò)程和PCA算法過(guò)程一樣,計(jì)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(duì)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(shí)候,對(duì)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(guò)控制參數(shù)/?,將錯(cuò)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(zhǎng)度的單詞塊的形式,較短的單??詞進(jìn)行空格填補(bǔ),較長(zhǎng)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(duì)單詞塊進(jìn)行預(yù)加密,預(yù)加密對(duì)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(guò)濾器越長(zhǎng),誤差越;長(zhǎng)度越短,誤差就越大。因此,布隆過(guò)濾器的長(zhǎng)度需要由誤差??參數(shù)來(lái)決定,假設(shè)誤差率為p樣本個(gè)數(shù)為《,則布隆過(guò)濾器的大。碛(jì)算如公式2-(1):??In?p??2-⑴??由布隆過(guò)濾器的大。淼挠(jì)算公式可得哈希函數(shù)的個(gè)數(shù)A計(jì)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(jì)算誤差率p的計(jì)算如公式2-(3):??p-^-e^y?2'(3)??利用布隆過(guò)濾器來(lái)判斷一個(gè)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(guò)濾器的長(zhǎng)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(duì)于集合里面的每一個(gè)元素5;,將元素通過(guò)哈希函數(shù)W,...,Aa.進(jìn)行映射,??產(chǎn)生々個(gè)哈希值,每個(gè)哈希值對(duì)應(yīng)數(shù)組上一個(gè)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?cè)兀魇欠翊嬖诩现袝r(shí),同樣將w通過(guò)哈希映射到數(shù)組上的A個(gè)點(diǎn)。??第四步:如果這々個(gè)點(diǎn)的其中有一個(gè)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(gè)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(shí)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(hào):3015729
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?KPCA算法流程??首先將對(duì)原始數(shù)據(jù)樣本義進(jìn)行中心化,然后利用核函數(shù)計(jì)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(lái)的過(guò)程和PCA算法過(guò)程一樣,計(jì)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(duì)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(shí)候,對(duì)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(guò)控制參數(shù)/?,將錯(cuò)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(zhǎng)度的單詞塊的形式,較短的單??詞進(jìn)行空格填補(bǔ),較長(zhǎng)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(duì)單詞塊進(jìn)行預(yù)加密,預(yù)加密對(duì)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(guò)濾器越長(zhǎng),誤差越;長(zhǎng)度越短,誤差就越大。因此,布隆過(guò)濾器的長(zhǎng)度需要由誤差??參數(shù)來(lái)決定,假設(shè)誤差率為p樣本個(gè)數(shù)為《,則布隆過(guò)濾器的大。碛(jì)算如公式2-(1):??In?p??2-⑴??由布隆過(guò)濾器的大。淼挠(jì)算公式可得哈希函數(shù)的個(gè)數(shù)A計(jì)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(jì)算誤差率p的計(jì)算如公式2-(3):??p-^-e^y?2'(3)??利用布隆過(guò)濾器來(lái)判斷一個(gè)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(guò)濾器的長(zhǎng)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(duì)于集合里面的每一個(gè)元素5;,將元素通過(guò)哈希函數(shù)W,...,Aa.進(jìn)行映射,??產(chǎn)生々個(gè)哈希值,每個(gè)哈希值對(duì)應(yīng)數(shù)組上一個(gè)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?cè)兀魇欠翊嬖诩现袝r(shí),同樣將w通過(guò)哈希映射到數(shù)組上的A個(gè)點(diǎn)。??第四步:如果這々個(gè)點(diǎn)的其中有一個(gè)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(gè)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(shí)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(hào):3015729
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