《面向雲計算的圖像同態加密與高效檢索關鍵技術研究》是依託北京工業大學，由卓力擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向雲計算的圖像同態加密與高效檢索關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：卓力
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
加密是雲計算環境下保護用戶數據的機密性和隱私性的重要手段。隨著雲圖像存儲規模的爆炸性增長，如何對海量的加密圖像進行快速、高效的檢索就成為雲計算一個富有挑戰且必須解決的問題之一。本項目重點研究將圖像的加密和檢索結合起來統一進行處理的方法，即加密域的圖像檢索方法。該方法可以在不解密的前提下，直接針對加密後的圖像實施檢索，在保證圖像信息安全性的同時，保證圖像檢索的性能。首先研究圖像的同態加密方法，以解決圖像的安全和隱私保護問題。然後利用同態加密的基本屬性，研究加密域的圖像檢索，其中重點研究加密域的特徵提取和特徵相似度度量準則，利用特徵之間的距離來判斷加密圖像的相似性。最後利用雲計算強大的計算和存儲能力，對檢索方案中的關鍵環節進行最佳化，以實現對海量加密圖像的高效檢索。本課題的研究成果可以廣泛套用於雲安全、多媒體信息安全等多個領域，將為我國開展相關領域的研究工作提供積累。
結題摘要
雲存儲中包含著海量的圖像，這些圖像數據中往往包含著大量的用戶隱私信息，其安全性和隱私保護等問題已經逐漸成為阻礙雲計算得到更廣泛套用的關鍵所在。 針對雲存儲環境下的海量圖像安全檢索需求，本項目重點開展了同態加密圖像的檢索、加密域特徵提取和特徵相似度度量、加密域海量圖像高效檢索、雲計算資源的最佳化調度等方面的研究工作。具體包括：（1）同態加密圖像的檢索。基於CBIR檢索框架，提出了基於同態加密的圖像安全檢索方法，可以支持對同態加密後的圖像進行檢索；（2）加密域特徵提取。提出了加密域的SURF特徵提取方法，利用Paillier算法的同態特性對整數化後的特徵進行保護，可以支持對加密後的圖像直接進行SURF特徵提取，且提取的SURF特徵點與明文域完全一致；（3）加密域特徵相似度度量。提出了兩種度量方法：一是基於同態加密的特徵相似度度量，在不解密的情況下完成加密域的相似度度量；二是隱私保護的相似度度量，利用L1範數對加密索引之間的距離進行度量；（4）加密域海量圖像的高效檢索。提出了一種加密域海量圖像檢索性能的評價方法，並分別設計實現了基於三角嵌入和民主聚合、隱私保護、隱私保護索引生成和自適應Dense-SIFT特徵的海量圖像檢索方案；（5）雲計算資源的最佳化。分別提出了基於博弈論的多媒體雲資源分配策略、基於QoS約束的三級多媒體雲計算資源調度策略和基於負載預測與能量有效的多媒體雲計算資源調度策略，大大提高了資源的使用效率。在上述研究基礎上，本項目構建了一個雲計算環境下的加密域海量圖像檢索平台，驗證了本項目各種技術方案的可行性和有效性。 本項目全面、按時完成了計畫書中所規定的研究內容，在國內外核心期刊和國際會議上發表論文25篇，其中SCI/EI檢索21篇，申請專利5項，並培養了9名碩士生和2名博士生。本項目的研究成果可以廣泛套用於雲計算安全、加密域圖像處理、多媒體信息安全等諸多領域，將為我國開展相關領域的研究工作提供借鑑和參考。
