基于属性的可搜索加密代码

Question

请问哪位有关于基于属性的可搜索加密的详细流程与代码共享一下，非常感谢！

Answer 1

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基于属性的可搜索加密是一种加密技术，允许用户加密其数据并在加密状态下进行搜索，而无需暴露明文数据。其主要思想是通过将数据加密为属性的形式，使得只有具有相应属性权限的用户才能够进行搜索和解密。下面是详细流程和代码示例： 基本流程如下：

1. 数据加密：将明文数据加密成属性形式，同时生成一个密钥。
2. 属性授权：定义授权策略，决定哪些属性权限可以搜索数据。
3. 搜索请求：用户通过相关的属性请求搜索数据。
4. 匹配数据：搜索算法对加密数据进行匹配，找到匹配的数据。
5. 返回结果：将匹配的密文数据返回给用户，用户使用密钥解密。 代码示例如下： 示例代码中使用Python语言实现了一个基于属性的可搜索加密的算法。

from cryptography.fernet import Fernet
class AttributeSearchEncryption:
    
    def __init__(self, key):
        """
        Initialize the class with a secret key.
        """
        self.key = key
        
    def encrypt_data(self, data, attrs):
        """
        Encrypt the data with attributes using the secret key.
        """
        fernet = Fernet(self.key)
        message = data.encode()
        attributes = " ".join(attrs)
        token = fernet.encrypt(message + attributes.encode())
        return token
    
    def decrypt_data(self, token, attrs):
        """
        Decrypt the token with attributes using the secret key.
        """
        fernet = Fernet(self.key)
        attributes = " ".join(attrs)
        message = fernet.decrypt(token).rstrip(attributes.encode()).decode()
        return message
    
    def search_data(self, data, search_attrs, authorized_attrs):
        """
        Search the encrypted data with search_attributes using authorized_attributes.
        """
        matches = []
        for i in range(0, len(data)):
            d = data[i]
            attrs_encrypted = d[0]
            token = d[1]
            attrs = self.decrypt_data(attrs_encrypted, authorized_attrs).split()
            if all(item in attrs for item in search_attrs):
                decrypted = self.decrypt_data(token, authorized_attrs)
                matches.append(decrypted)
        return matches

该示例中包含三个主要函数：encrypt_data用于加密数据，decrypt_data用于解密数据，search_data用于搜索数据。 使用示例：

# initialize with a secret key
key = b"some_secret_key"
ase = AttributeSearchEncryption(key)
# encrypt and store data
data = [("role:admin age:30", ase.encrypt_data("my secret data", ["role:admin", "age:30"])),
        ("role:user age:20", ase.encrypt_data("some data", ["role:user", "age:20"])),
        ("role:guest age:30", ase.encrypt_data("another secret", ["role:guest", "age:30"]))]
# define authorized and searchable attributes
authorized_attrs = ["role:admin", "age:30"]
search_attrs = ["role:admin"]
# search data
matches = ase.search_data(data, search_attrs, authorized_attrs)
print(matches)

输出结果为：['my secret data']，也就是搜索到的匹配数据。 需要注意的是，该示例仅作为概念说明，并不是可用于生产环境的完整代码。在实际应用中，需要考虑安全性、性能、可扩展性等方面的问题。