大数据挖掘和分析是实现大数据价值的基础,而大数据查询则是大数据分析的基础,所有大数据挖掘和分析技术都需要通过大数据查询来实现。然而,在大数据时代,数据的存储结构、内在关系及访问方式均发生了较大变化。数据主要以KV键值对模式存储,而大多数查询索引结构是以key为关键字进行查找,无法高效地支持非key查找方式。因此,为了满足用户的多样化查询需求,同时提高数据查询处理的效率,在大数据管理系统中建立以非key为关键字的索引结构是必要的。但是,非key属性常常包含了数据的敏感信息,防范敏感信息泄露是数据查询及分析的基本要求,然而在大数据查询中,现有的数据隐私保护技术往往难以有效应用。本文基于大数据环境的典型特征,针对以敏感信息查询过程中的用户查询隐私泄露问题和数据拥有者的数据隐私泄露问题,对大数据的存储结构和查询方式等进行分析和建模,利用信息加密算法设计了一种敏感信息存储结构SILL。并结合SILL结构提出了 一种新的以非key为查询关键字的具有敏感信息保护的PP-Tree索引结构,同时设计基于PP-Tree的数据查询方法,实现对数据隐私保护和用户查询隐私保护的目标。本文的研究,在保护敏感信息不被泄露的情况下,实现了针对非key的快速查询,提升了对敏感信息查询的效率。理论分析与测试结果表明本文提出的PP-Tree索引结构能够在保护敏感信息不被泄露的前提下,有效地提升针对非key的查询效率,准确率达98%。该索引的研究为保障大数据查询中隐私保护提供了理论方法和技术手段,对推动大数据产业健康快速发展具有重要意义。