(19)中华 人民共和国 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 202111432262.1 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100010 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 姚燕青　袁玉霦　翟征德　 (74)专利代理 机构 重庆精研智峰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50269 代理人 刘晓丹 (51)Int.Cl. G06F 21/62(2013.01) G06F 21/60(2013.01) G06F 16/901(2019.01) G06F 16/903(2019.01) G06F 16/906(2019.01) G06K 9/62(2022.01)G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜 索加密方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于Word2vec和ASPE的 高效模糊可搜索加密方法， 该方法主要应用密 态 信息模糊搜索领域。 该算 法首先借助Word2vec生 成同义词相关系数， 再将系数与关键字矩阵相结 合， 利用扩展后的ASPE算法得到用户的陷门矩 阵。 将利用扩展后的ASPE算法生成的文件索引矩 阵与陷门矩 阵进行哈达玛乘积操作得到文件相 关性排序， 最后用户通过密钥解密文件得到最终 明文。 通过实验仿真表明， 该算法不仅能有效隐 藏明文信息， 保护了用户的前向隐私与后向隐 私， 而且大大改善传统算法计算量大且占用大量 存储空间的缺陷， 极高地 提升了模糊搜索效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114398660 A 2022.04.26 CN 114398660 A 1.一种基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 包括训练阶段、 索引阶段、 陷 门阶段、 加密阶段和匹配阶段， 其特征在于， 训练阶段， 通过计算词向量间的空间距离来表 示词语间的语义相似度。 2.如权利要求1所述的于基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在 于： 训练阶段， 设置搜索陷门中对应关键字元素位置为 1， 其余为0； 另外， 如果数据用户的申 请中出现了不在数据拥有者的关键字列表中的词w ′， 那么使用训练后的关键词模型， 数据 拥有者在训练过的关键词模型中找到 一个与w′最相似的关键词wi， wi为关键词模型中第i个 关键词； 关键词w ′到wi的相似度得分 sci， 即词向量间的空间距离， 计算如下： sci＝sim(w′， wi) 然后， 数据用户使用wi·sci来代替w′来构建搜索 陷门矩阵Q＝[qij]m×n， m×n为矩阵的 维度， 即m行n列， qij为矩阵Q中的第i行第j列的元 素。 3.如权利 要求1所述的基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在于： 索引阶段， 数据拥有者的密钥设置为sk＝(S， M1， M2)， 一个m×n随机矩阵S＝[sij]m×n和两个n ×n随机矩阵M1， M2用于加密文件， sij∈{0， 1}， sij为矩阵S中的第i行第j列的元素， 其中m ×n 是所有关键字的数量， n要比m大得多； 数据拥有者使用提取的关键字构建关键字矩阵W， 即W ＝[wij]m×n， wij为单个文件关键 字向量， 矩阵W中的第i行第j列的元 素； 数据拥有者使用矩阵S将文件v的关键字矩阵wv划分为矩阵Ia＝[aij]m×n和矩阵Ib＝ [bi j]m×n， 基于密钥S中的每一个Si j做如下划分： 如果si j＝1， 令r为随机数， 如果sij＝0， 令aij＝bij＝wij。 4.如权利 要求1所述的基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在于： 陷门阶段， 数据用户使用矩阵S划分搜索矩阵Q＝[qij]m×n到矩阵Qa＝[xij]m×n和矩阵Qb＝ [yij]m×n， qij为单个查询关键字向量， 基于密钥S中的每一个Sij做如下划分： 如果sij＝1， 令 aij＝bij＝qij； 如果sij＝0， 令r为随机数， 如果sij＝0， 令aij＝ bij＝qij。 5.如权利 要求1所述的基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在于： 加密阶段， 利用哈达 玛乘积将ASPE方案从一维扩展到多维运 算。 6.如权利 要求5所述的基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在于： 加密阶段， 利用哈达 玛乘积将ASPE方案从一维扩展到多维运 算的过程如下： 使用哈达 玛乘积和AS PE方案来构建公式如下： 针对密钥为 文件v的索引为 索引加密算法EI如下： 针对密钥 陷门 陷门加密算法EQ如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114398660 A 2匹配过程的算法如下： 因此， 矩阵(IvM)*(M‑1QT)T的所有元 素的总和计算 为 数据拥有者利用密钥S， 并使用扩展后的ASPE加密方案EI将文件v的索引矩阵{Ia， Ib}加 密为Indexv＝{I′a， I′b}， 其中I′b＝EI(Ia， M1)＝IaM1， I′b＝EI(Ib， M2)＝IbM2； 数据用户利用密钥S， 并使用扩展后的ASPE加密 方案EQ将查询Q的陷门矩阵{Qa， Qb}加密 为TDQ＝{Q′a， Q′b}， 其中 7.如权利 要求6所述的基于Word2vec和ASPE的高效模糊可搜索加密方法， 其特征在于： 匹配阶段， 云服 务器通过扩展后的AS PE方案匹配算法获取匹配文件： 设w*Q的元 素为[wijqij]m×n， 云服务器计算矩阵w*Q的所有元 素之和如下： 计算索引与搜索陷门之间的Tan imoto系数： 最后， 云服务器根据Tanimoto系数值从大到小排序， 并选择与数据用户相关度最高的 文件。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114398660 A 3