(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 20221076108 8.3 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 杭州师范大学 地址 311121 浙江省杭州市余杭区余杭塘 路2318号 (72)发明人 沈忠华　毛晨阳　刘勇　孟倩　 陈克非　王付群　张仁军　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 邬赵丹 (51)Int.Cl. G06F 16/583(2019.01) G06V 10/44(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)H04L 9/08(2006.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种基于区块链的可追溯多用户密文图像 检索方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链的可追溯多 用户密文图像检索方案。 基于区块链 技术防止恶 意云服务器 返回错误的查询结果， 并通过在加密 图像中添加水印的方式来抵御恶意查询用户的 威胁。 区块链只需要存储加密的图像索引而非图 像本身， 这使得上传索引与检索图像的效率显著 提高。 加密过程采用代理重加密方法实现多用户 场景下方案的可用性， 并大大降低了图像所有者 的通信和计算成本 。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115033730 A 2022.09.09 CN 115033730 A 1.一种基于区块链的可追溯多用户密文图像检索方法， 其特征在于： 具体包括如下步 骤： 步骤一、 系统初始化： 首先,输入一个安全参数λ， 密钥生成中心生成双线性对参数prms ＝(G,GT,e,g,p)， 两个(d+α +1) ×(d+α +1)维随机可逆矩阵MA和MB， 一个(d+α +1)维随机二进 制向量Bi； 为每一个图像拥有者生成密钥对Ko＝(pko,sko)， 为每一个图像用户生成密钥对Ku ＝(pku,sku)， 其中 密钥生成中心为每个图像拥有者生成水印密钥 Kw， 并通过计算获得重加密 密钥 步骤二、 图像加密： 图像拥有者拥有的图像集合IS＝{IS1,IS2,…,ISn}， 其中n代表图像 拥有者拥有的图像总数； 对图像进行加密之前， 图像拥有者选择一个随机数 然后图 像拥有者对图像进行加密， 得到图像密文 最终生成一组图像密文 集合IC＝{IC1,IC2,…,ICn}， 并将其发送到云服 务器； 步骤三、 生成索引： 图像拥有者首先对图像集合IS＝{IS1,IS2,…,ISn}中每一张图像ISi 通过CNN提取特征， 得到的特征vi＝{vi1,vi2,…,vid}， 其中d是特征向量的维度； 然后将vi扩 展为vie＝{vi1,vi2,…,vid,||vi||,x1,x2,…,xα}， 其中{x1,x2,…,xα}是随机二进制向量； vie 随后被切分为两个部分， 分别是vie1和vie2； 切分的结果由Bi决定， 即若B[k]＝0， 则vie1[k]＝ vie2[k]＝vie[k]； 否则vie1[k]+vie2[k]＝vie[k]； 最后， 图像拥有者获得加密索引 对每个图像集合IS， 图像拥有者生成索引集合Γ＝{v ′ie,v′2e,…, v′ne}并上传到区块链； 步骤四、 生成水 印： 图像拥有者获取对应身份的指纹信息， 并使用HMAC编码得到由0和1 构成的字符串fp； 确定一个嵌入强度θ和一组标准正态分布的扩频序列情况下， 图像拥有者 使用水印密钥Kw通过流密码将序列加密为S； 图像拥有者在有效长度l内计 算水印wi＝1+θ· Si·(2pi‑1)， 其中i是水印w的比特数且i≤l； 若l＜i≤t， 则wi＝1， 其中t是图像DCT序列的 长度； 图像拥有者的水印表示为wo， 图像用户的水印表示为wu； 图像拥有者获得自己身份的 加密水印 其中 图像拥有者还为每个图像用户生成加密 水印 其中 最终图像拥有者IO将生成的加密水印ewo和 ewu发送给云服 务器； 步骤五、 生成陷门： 图像用户用自 己的查询图像生成陷门； 首先， 图像用户提取查询图 像的特征向量vq＝{vq1,vq2,…,vqd}， 然后将vq扩展为vqe＝{vq1,vq2,…,vqd,||vq||,y1, y2,…,yα}， 其中{y1,y2,…,yα}是随机二进制向量； 然后， 图像用户根据Bi对vqe进行切分； 若B [k]＝0， 则vqe1[k]+vq2[k]＝vqe[k]； 否则vqe1[k]＝vqe2[k]＝vqe[k]； 最终， 图像用户获得陷门 并将陷门tp＝v ′qe上传到区块链； 步骤六、 匹配图像： 区块链根据上传的tp与Γ， 根据下列公式计算距离：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115033730 A 2设定U为结果的上界； 若M＜U， 区块链则会发布满足条件的匹配结果， 图像用户获得结 果后发送给云服 务器； 步骤七、 添加水印与重加密： 云服务器在收到图像匹配结果后， 在对应的密文图像中添 加水印； 首 先添加图像拥有者水印得到： 然后添加图像用户水印得到： 云服务器CS进行重加密， 得到： 最后， 云服 务器将重加密结果Re返回给图像用户； 步骤八、 解密图像： 图像用户在得到云服务器返回的结果后， 用自己的私钥sku对重加密 图像Re通过下列公式进行解密： 从而得到附带 水印的原图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115033730 A 3