(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210738914.2 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710071 陕西省西安市雁塔区太白南 路2号 (72)发明人 苗银宾　许超　李兴华　马卓　 马建峰　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 耿慧敏　成丹 (51)Int.Cl. G06F 16/583(2019.01) G06F 21/60(2013.01) G06F 21/62(2013.01) (54)发明名称 可隐藏数据访问的图像加密检索方法、 装置 及介质 (57)摘要 本发明涉及可隐藏数据访问的图像加密检 索方法， 在单云架构下， 返回与加密查询请求的 类欧氏距离小于或等于阈值T的所有 图像数据。 本发明首先在密文空间下进行特征向量间欧式 距离的计算以及大小比较， 获得第一0/1加密序 列后， 对该序列进行索引编码， 数据使用者收到 加密编码后， 经解密得到了 符合查询请求的所有 目标图像索引集合， 最后数据使用者根据索引集 合和服务器执行私有信息检索协议， 获得所有满 足查询条件的目标图像集合， 实现了图像检索过 程中对图像数据访问模式的隐藏。 进一步地， 本 发明通过采用布隆过滤器进行二 分查找， 减少图 像加密检索的时间开销。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 115309928 A 2022.11.08 CN 115309928 A 1.一种可隐藏数据访问的图像加密检索方法， 其特征在于， 所述方法包括下述步骤： 由 数据使用者从待匹配图像中提取 特征向量； 对该特征向量的每个元素、 该特征向量中元素的平方和、 以及指定的加密阈值使用第 二公钥进行加密， 将加密得到的三个结果作为 查询参数发送给服 务器； 由服务器结合第二公钥、 运算密钥、 数据拥有者的数据， 利用三个查询参数， 获得第一 0/1加密序列； 由服务器将获得的第一0/1加密序列使用运算密钥加密后， 发给数据使用者使用第二 私钥解密， 并接收数据使用者返回的解密结果； 由服务器基于第 一0/1加密序列以及解密结果， 进行索引编码， 并将编码结果返回给数 据使用者； 由数据使用者接收编码结果， 并将编码结果 解码生成目标索引集； 当数据使用者输入目标索引集中的索引时， 从服务器上获得对应的使用第 一公钥加密 的加密图像， 将得到的加密图像使用第一私钥解密得到原图像。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第 一公钥和所述第 一私钥通过对称加 密算法生成； 所述第二公钥、 所述第二私钥、 所述 运算密钥通过全同态加密算法生成。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述第一0 /1加密序列通过 下述步骤获取： 按照下式计算， 得到 E2(D′i)以及更新阈值的加密值E2(T′)： 式中： xi， j为第i个图像特征向量xi的第j个元素， i＝1， 2， …， n， n为图像数量； j＝0， 1，…， k‑1， k为图像特征向量的维数； 分别为同态加法和乘法； E2(qj)为特征向量q中元 素qj的加密值， q为从待匹配图像m中提取的特征向量， q＝[q0，…， qk‑1]； 为特征 向量q中元素的平方和的加密值； T为指定阈值； E2(T)为指定阈值的加密值； D ′i为加密空间 向量距离的原文； T ′为加密阈值原文； 按照下述比较准则， 基于将E2(D′i)和E2(T′)， 获得长度为n的加密序列， 在该加密序列 中， 元素值为0、 1或1/2； 将获得的加密序列与E2(1)进行比较匹配后， 再进行乘以二的缩放同态运算， 得到第一 0/1加密序列， 在该加密序列中， 元 素值为0或1。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述索引编码包括下述 步骤： 将数据使用者对加密的第一0 /1加密序列的解密结果记作s； 由服务器基于解密结果s， 建立布隆过 滤器二分查找树； 所述布隆过 滤器二分查找树的建立 步骤如下： 将图像集中的图像数量记作n， 通过 下式确定布隆过 滤器的数量t：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115309928 A 2式中： 符号 表示向上 取整； 建立t+1个长度为 l的布隆过 滤器， 其中： 式中： η为哈希函数的数量； fp表示解码得到的假阳性个数的上界； 将布隆过 滤器记作 对第k个布隆过滤器， 随机选择一个哈希函数集合 为第k 个布隆过 滤器中第q个哈希函数； 对第k个布隆过滤器 如果 的值等于 就将 的值更新为 否则， 将 的值更新为 从而获得t+1个加密的布隆过滤器 其中， vi为 第一0/1加密序列中的第i个元 素， 所述索引解码包括下述 步骤： 由数据使用者对t+1个加密的布隆过 滤器 进行解密； 建立t个空集分别为 I， I0，…， It‑1， 建立集合It＝{2s}； 从k＝t开始， 按照布隆过滤器上标k递减的顺序， k∈{1， …， t}， 对于每一个k， 对所有i ′ ∈Ik， 如果存在j， 使 且第k个布隆过滤器 大于0， 就将值2i ′ ‑1， 2i′插入集合Ik ‑1中， 直至k ＝1得到I0； 对于i′∈I0， 如果存在j， 使 且 大于0， 就将i ′插入至集合I， 集合I为目标索 引集。 5.根据权利 要求4所述的方法， 其特征在于， 所述目标索引集的大小为等于s+e， 其中： s 为第一0/1加密序列中1的加密个数， e为 解码过程中假阳性的个数； 若e＞fp， 则中断当前查询， 重新发起查询请求； 否则， 生成fp‑e个虚拟索引插入到目标 索引集中。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述从服务器上获得对应的使用第 一公钥 加密的加密图像， 包括下述 步骤： 基于输入的索引， 生成第二0/1加密序列， 将第二0/1加密序列发送至服务器， 由服务器 将第二0/1加密序列同加密图像集逐个进 行标量乘法后， 再同态 求和， 得到所述索引对应的 基于加密图像加密的密文， 将该密文返回给 数据使用者进行解密， 得到对应的加密图像。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述数据拥有者的数据存储在服务器上， 所述数据拥有者的数据包括： 基于图像集M＝{m1， ...， mn}使用第一公钥生成的图像密文集E1(M)＝{E1(m1)， ...， E1 (mn)}； 基于从图像集M＝{m1， ...， mn}中提取的n个k维特征向量， 构成特征向量集X＝{x1， ...， xn}； 对n个特征向量中每个元素以及每一个向量的k个元素的平方和使用第二公钥加密得权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115309928 A 3