云环境下基于内容隐私保护的密文语音检索方法研究

发布时间：2020-07-27 14:37

【摘要】：随着云技术的深入研究与应用,多媒体数据拥有者通常选择将大规模多媒体数据存放在云服务器中。在享受云存储便利的同时,为了保护语音多媒体数据的隐私安全,语音加密和密文语音检索技术的研究逐渐受到了相关应用者的重视。因此,如何高效的处理和检索大规模密文语音数据成为了研究热点。论文为了在云环境下实现对海量密文语音的高效检索,保证语音数据的安全性、完整性和可分享性,以及解决语音拥有者所面临的语音数据隐私保护和拷贝威胁问题,主要针对语音加密算法、从加密语音中提取密文语音感知特征、基于内容隐私保护的密文语音检索等关键技术开展了研究。具体研究工作如下:1.为了实现从加密后的密文语音中提取感知特征,提出了一种基于离散余弦变换的语音置乱加密算法。实验结果表明,该方法可从加密后的语音中提取密文语音的感知特征,作为检索摘要。此外,为了保证存放到云端语音数据的隐私安全,提出了一种基于Folded-towel离散混沌的语音混沌加密算法。实验结果表明,该算法加密效果较好,能够满足语音存放于云服务器的基本要求。2.为了解决现有基于内容的密文语音检索技术不能直接从密文语音中提取检索摘要的问题,提出了一种基于短时互相关和感知哈希的加密域密文语音检索方法。首先利用基于离散余弦变换的语音置乱加密算法对语音文件进行加密,并上传到云端的密文语音库中;然后从语音文件中提取样例语音片段进行置乱加密,通过提取样例加密语音的短时互相关系数来构造加密语音的感知哈希序列作为检索摘要,并上传到云端的系统哈希索引表中。检索时,采用汉明距离算法进行匹配检索。实验结果表明,该方法构造的密文语音感知哈希算法具有很好的区分性、鲁棒性以及摘要性,且整个检索过程无需下载和解密语音。3.为了解决现有密文域语音检索方案功能不完善、无法实现加密数据库共享以及存在拷贝威胁和隐私保护问题,围绕云存储环境,提出了一种基于感知哈希和水印协议的密文语音检索方案。语音拥有者首先通过构建高效的语音感知哈希方案来提取检索摘要;然后利用Folded-towel三维离散混沌对本地语音数据进行加密,并将得到的检索摘要和密文语音上传至云服务器。此外,为了在云端阻止不诚实用户的非法分发语音,提出了一种基于数字水印的协议。用户检索时,利用汉明距离算法进行匹配检索。实验结果表明,该方案构造的语音感知哈希算法检索效率高,具有很好的区分性、鲁棒性以及摘要性,在实现单用户对多用户的密文语音安全检索的同时能够有效保护用户隐私并跟踪非法分发语音的查询用户,且整个检索过程无需下载和解密语音。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP309;TP391.3

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