一种可搜索的云安全数据加密方法技术

一种可搜索的云安全数据加密方法，包括如下主要步骤：初始化、密钥生成、加密、重加密、生成令牌、搜索、预解密、解密、撤销。本发明专利技术能够对加密后的密文，直接进行搜索，让服务商根据要求直接选择密文，返回给相应的用户，并且保证在此过程中不泄露任何索引和文件信息给云服务提供商。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据加密方法，更具体的说，是涉及一种可搜索的云安全数据加 密方法。
技术介绍
云计算是信息领域正在发生的深刻变革，它将大量计算资源、存储资源和软件资 源链接在一起为用户提供了按需、易扩展的信息服务。云存储服务作为其中最重要的服务 之一，允许企业和个人将其数据外包到云服务器上，并以按使用付费的原则为其管理和维 护数据。然而，云存储在提高资源的利用效率和节约用户成本的同时，却给数据的保密性和 用户的隐私性带来了巨大的挑战。加密技术已经成为云计算中保护敏感数据和防止信息泄 漏的重要工具，而随之而来的加密数据的搜索与回取却成了一大难题。因此，如何解决数据 加密和数据搜索之间的冲突已经成为亟需解决的重要问题。 本专利技术针对加密数据搜索的问题提出了。该方 法主要由初始化、密钥生成、加密、重加密、生成令牌、搜索、预解密、解密、撤销等步骤组成。
技术实现思路
本专利技术要克服现有技术的上述缺点，提供一种能够对加密后的密文直接进行搜 索、同时为保证密文传输的安全性和可靠性的。该方法 让云服务商根据要求直接选择密文，返回给相应的用户，并且保证在此过程中不泄露任何 索引和文件信息给云服务提供商。 -种可搜索的云安全数据加密方法，主要包括以下步骤： 步骤1、初始化（lk); DO读取安全参数lk，输出系统参数Pk=(G，g，q，f，H，h，gaha)，其中G表示一个q 阶循环群，g为G的生成元，f?为一个以s为密钥的伪随机函数，H为一个安全的散列函数， h=gR，其中RGzq%随机选择一个aGz:，xGzq%Sk= (a,X，s);将Pk公开，S!/[呆持私 有； 步骤2、生成密钥（KM，u); DO为用户身份为uGU，输出一个用户密钥eg以及一个辅助密钥Xu2=x-xul; 计算ai| |a2=a(modq)，将（xul,aps)发送给用户u，将（u,xu2,a2)发送到云服务器端作为 用户u的辅助密钥； 步骤 3、数据加密（xul,d,d.w); 用户u计算，其中对于关键字d.w计算I(d.w) =(IpI2)，其中， 乃=.(§'1')"1:，〇=;^((1.'\￥)，1 2=11((83113)1')，然后将(1'=伍((1)，1((1.'\￥)}发送到服务器 端进行存储； 步骤 4、重加密（u，xu2，cT); 当收到来自用户u的数据组时，服务器端首先寻找与用户u相关的辅助密 钥xu2，保存数据组（u，xu2，d〃）；其中d" ={E" (d)，I〃（d.w)}，E〃（d)=E(d)， /V-u〇= !/；'-,/：); 步骤5、生成令牌（Ku，w');用户u计算，其中T(v/)=(n"im#Tu(w')发送到服务器端进行数据检索； 步骤 6、搜索（u,Tu(w' ),ID); 当收到用户u的搜索请求时，找到与用户u相对应的辅助密钥并计算 T=T?fl' =(^~严二(容^^ ;对每一个数据项计算，如果I2=H(Ii?T)，就意味着 I" (d)对应的数据E" (d)是用户所需要的数据；采用预解密算法对E" (d)解密后将d' 返回给用户； 步骤 7、预解密（u,xu2,d"); 服务器端判断数据发送给哪个用户，假设是叫，查看需要预解密的数据组 (u,xu2,d")，如果u=ud，则直接返回数据给ud;如果u乒ud，则计算也=xu2-xd2，其中xd2 为叫用户在服务器端的辅助密钥；据E(d)计算，其中~表 示用户ud的用户密钥；将{g'\g~返回给用户ud; 步骤 8、解密（xul，cT); 用户u计算(g"')'」_d，完成解密； 步骤9、撤销（u); 服务器端删除与用户u相对应的辅助密钥，达到撤销用户搜索权限的效果。 本专利技术的优点在于： 由于云环境下，云服务器并不是完全可信的，为了保护不可信云服务器上用户敏 感数据的隐私性，数据上传之前要进行加密，这使得对密文数据的高效检索成为一个具有 挑战性的问题，本专利技术能够对加密后的密文，直接进行搜索，让服务商根据要求直接选择密 文，返回给相应的用户，并且保证在此过程中不泄露任何索引和文件信息给云服务提供商。【附图说明】 图1为本专利技术的流程图【具体实施方式】本专利技术由三个核心模块组成：（1)数据处理器：在将数据传送到云上之前对其进 行处理；(2)数据校验器：可随时校验数据的完整性；(3)令牌生成器：生成允许服务提供 商取得文档的令牌。用户持有一个主密钥，存在用户的本地系统，而云服务供应商不知道这 个密钥。在将数据上传到云之前，用户使用数据处理器将数据与其相应的元数据一起加密 和编码，然后再将其传送到云上。当用户下载一些文档时，则使用令牌生成器创建一个令牌 和密钥，其中令牌被发送给云服务商，并据此以搜索选择需要下载的被加密文件，并返回给 用户。然后，数据校验器被启用，用户以自己持有的主密钥来校验数据的完整性。而令牌生 成器产生的解密密钥会被用来对文档进行解密。当用户A希望与用户B共享数据时，过程 与此相似。用户A调用令牌生成器生成令牌和密钥，将令牌和密钥发送给用户B，用户B将 令牌发送到服务提供商，后者则使用该令牌检索并返回相应的加密文件，然后用户B根据 解密密钥对文档进行解密。准备在云存储数据时，数据处理器首先为其建立索引，并使用对 称加密模式AES用唯一密钥对其进行加密，然后使用可搜索的加密模式对索引进行加密， 接下来用基于属性的加密模式对唯一密钥加密，最后，对加密的数据和索引进行编码，编码 的方式使得之后数据校验器能够使用存储证据来验证数据的完整性。具体步骤如下： 步骤1、初始化（lk); DO读取安全参数lk，输出系统参数Pk=(G，g，q，f，H，h，gaha)，其中G表示一个q 阶循环群，g为G的生成元，f?为一个以s为密钥的伪随机函数，H为一个安全的散列函数， h=gR，其中RGzq%随机选择一个aGz:，xGzq%Sk= (a,X，s);将Pk公开，S!/[呆持私 有； 步骤2、生成密钥（KM，u); DO为用户身份为ugU，输出一个用户密钥teZj以及一个辅助密钥Xu2=x-xul; 计算ai| |a2=a(modq)，将（xul,aps)发送给用户u，将（u,xu2,a2)发送到云服务器端作为 用户u的辅助密钥； 步骤 3、数据加密（xul,d,d.w); 用户u计算，其中对于关键字d.w计算I(d.w) =d12)，其中， 4=(,?'+<^广，.〇=；^((1.'\￥)，1 2=11((83113)1')，然后将(1'=伍((1)，1((1.'\￥)}发送到服务器 端进行存储； 步骤 4、重加密（u，xu2，d'); 当收到来自用户u的数据组时，服务器端首先寻找与用户u相关的辅助密 钥xu2，保存数据组（u，xu2，d〃）；其中d" ={E" (d)，I〃（d.w)}，E〃（d)=E(d)， = (/!":，/」； 步骤5、生成令牌（Ku，w'); 用户u计算，其中T,,(w') =CiT'__广；将Tu(w')发送到服务器端进行数据检索； 步骤 6、搜索（u,Tu(w' ),ID); 当收到用户u的搜索请求时，找到与用户u相对应的辅助密钥并计算 T=T;AwY' =(g;对每一个数据项计算，如果l2=H(I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可搜索的云安全数据加密方法，主要包括以下步骤：步骤1、初始化(1k)；DO读取安全参数1k，输出系统参数Pk＝(G,g,q,f,H,h,gaha)，其中G表示一个q阶循环群，g为G的生成元，f为一个以s为密钥的伪随机函数，H为一个安全的散列函数，h＝gR，其中R∈Zq*；随机选择一个a∈Zq*，x∈Zq*，Sk＝(a,x,s)；将Pk公开，Sk保持私有；步骤2、生成密钥(KDO,u)；DO为用户身份为u∈U，输出一个用户密钥以及一个辅助密钥xu2＝x‑xu1；计算a1||a2≡a(mod q)，将(xu1,a1,s)发送给用户u，将(u,xu2,a2)发送到云服务器端作为用户u的辅助密钥；步骤3、数据加密(xu1,d,d.w)；用户u计算，其中对于关键字d.w计算I(d.w)＝(I1,I2)，其中，σ＝fs(d.w)，I2＝H((gaha)r)，然后将d′＝{E(d),I(d.w)}发送到服务器端进行存储；步骤4、重加密(u,xu2,d′)；当收到来自用户u的数据组时，服务器端首先寻找与用户u相关的辅助密钥xu2，保存数据组(u,xu2,d″)；其中d″＝{E″(d),I″(d.w)}，E″(d)＝E(d)，I′′(d.w)={I1a2,I2};]]>步骤5、生成令牌(Ku,w′)；用户u计算，其中将Tu(w′)发送到服务器端进行数据检索；步骤6、搜索(u,Tu(w′),ID)；当收到用户u的搜索请求时，找到与用户u相对应的辅助密钥并计算对每一个数据项计算，如果I2＝H(I1·T)，就意味着I″(d)对应的数据E″(d)是用户所需要的数据；采用预解密算法对E″(d)解密后将d′返回给用户；步骤7、预解密(u,xu2,d″)；服务器端判断数据发送给哪个用户，假设是ud，查看需要预解密的数据组(u,xu2,d″)，如果u＝ud，则直接返回数据给ud；如果u≠ud，则计算ψ＝xu2‑xd2，其中xd2为ud用户在服务器端的辅助密钥；据E(d)计算其中xd1表示用户ud的用户密钥；将返回给用户ud；步骤8、解密(xu1,d′)；用户u计算完成解密；步骤9、撤销(u)；服务器端删除与用户u相对应的辅助密钥，达到撤销用户搜索权限的效果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东升，邹江波，周怡，王蓓，王黎明，王冰，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33