近年来,云计算技术迅猛发展,其应用也日益普及,越来越多的机构和个人将数据以外包的形式存储在云端。用户存储在云上的数据中通常包含大量敏感信息,而用户对云服务提供商并不完全信任。一方面云服务器为获取商业利益可能直接对用户的敏感数据进行挖掘分析,另一方面云存储系统本身的脆弱性导致其不能完全抵御攻击者的恶意攻击。因此,在数据外包之前,将含有隐私信息的数据先进行加密被认为是最有效的保护隐私的手段。然而,数据加密大大降低了其在明文环境中原有的功能性,使得数据查询这一云存储服务的重要功能难以在密文上展开。目前的加密云数据查询机制仅支持一些基本查询功能,比如精确查询、相似度查询等,尚不能支持数据的高级查询功能。结构化查询是明文高级检索系统中的一项重要功能,如何在密文上实现结构化查询中的复杂逻辑运算是加密云数据查询的一个挑战。此外,如何对加密数据的有序属性进行精确计算和排序也是云数据高级查询的一个难题。因此,在保证用户隐私安全的同时,实现数据高级查询成为了当前目前云存储系统的迫切需求。针对这一问题,本文的主要工作包括:1、设计并实现了一种支持通用模式匹配的加密云数据结构化查询机制。该机制支持用户在加密云数据上进行多属性多匹配规则的组合查询。该机制将含有组合逻辑的高级查询语句分为若干个子查询,对于每个子查询,将字符串的比对转化为指纹向量的计算,并探究匹配结果阈值的计算方法,得到精确的匹配结果,最后再对各个查询结果做相应的逻辑运算。此外,本方案设计了属性绑定的方法对用户的搜索模式进行保护,安全分析证明了本方案达到了KPA安全等级。最后,性能测试的结果表明本方案具有较高的准确率和效率。2、设计并实现了面向有序属性的加密云数据多关键词可排序查询机制。现有的一些加密云数据安全查询方案对加密数据的多关键词可排序查询技术已进行了初步探究,在已有方案中,查询关键词与索引关键词之间的相关度是最常用的排序指标。但现有方案都没有充分考虑相关度的影响因素。针对这一问题,本文提出了一种面向有序属性的多关键词可排序查询技术,该技术利用TF-IDF实现相关度的计算,并与基于词间距的词共现因素相结合,作为相关度的衡量标准,利用查询标签陷门,实现了多关键词的可排序查询。此外,对本方案的理论分析和实验测试结果表明本方案是安全有效的。综上所述,本文以设计安全有效的加密云数据高级查询机制为目标,对可搜索加密技术的相关工作进行了分析,并设计了加密云数据上支持通用模式匹配的结构化查询机制和多关键词可排序查询机制。本文所提的两个方案不仅对可搜索加密的功能性进行了一定的扩展,同时保证了机制的安全性。因此,本文既具有理论研究意义,更具备一定的实用价值。