云计算环境下面向密文检索的索引构建与优化

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近年来,云计算的研究与应用在学术界和行业界都取得了巨大的进展,它为众多的用户提供了经济和便捷的服务,使越来越多的公司和用户计划将其数据上传到公共云。但是,由于数据所有者不再直接控制数据,使得云中的数据可能遭到云服务提供商和其他潜在用户的恶意使用或攻击。因此,为了保护数据的隐私和安全性,一种解决方案是数据所有者在将数据上传到云之前对数据进行加密。这种方法能够使数据免受来自不信任的云服务提供商和外部用户的非法使用,但是由于对数据进行了加密存储,使许多基于明文的技术不再适用于密文。因此,要探索用于加密数据的有效搜索技术,也是数据能够有效使用的前提。针对数据隐私保护的需求,本文对存储于云环境中的密文检索问题进行了研究。首先分析了现有的基于密文的可搜索加密方案,提出了一种基于B~+树的多关键字密文排序方案。利用TF-IDF向量模型构建索引和查询陷门,根据相关性分数对检索结果进行排序并返回前k个结果。在此基础上,考虑了用户对查询需求的表达问题,从帮助用户寻找更多相关查询结果的角度出发,提出了对搜索关键字进行语义扩展的多关键字检索方案。通过对用户输入的查询关键字进行语义分析,找出与其相关的词语,将其加入到最后的查询。此外,在检索时增加了关键字匹配度,将相关性分数和关键字匹配度同时作为检索条件。最后通过在真实数据集上进行的实验,证明了本文方案具有较高的检索效率。并且用多线程实现检索速度进一步的提升。
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