支持追责和用户撤销的属性基加密方案

针对当前属性基加密系统中用户与中心滥用密钥以及用户解密权限的撤销问题, 提出一种支持追责和用户撤销的属性基加密方案. 该方案使用“不动点”作为密钥拥有者的标识符, 实现了对恶意用户的身份追踪; 通过用户与中心交互生成解密密钥, 解决了半信任中心滥用密钥的问题; 利用完全子集方案和自更新加密方案实现了用户的即时撤销, 并达到了前向/后向安全性; 同时使用Paillier加密体制, 避免了追踪过程中的存储代价. 该方案无需在系统建立阶段预先确定属性个数, 且在标准模型下被证明是选择明文安全的.     

支持用户撤销的多授权机构的属性加密方案

目前多数基于属性加密的云存储访问控制研究是基于单授权机构,系统内仅有一个授权机构为用户颁发属性密钥,可信而好奇的单授权机构会凭借用户提交的属性对用户的身份、职业等隐私信息进行判断和推测,特别是在单授权机构不可信或遭受恶意攻击的情况下,可能造成密钥泄露而导致云端数据被非法解密。为了避免上述两种安全问题,结合现有的多授权机构的思想,使不同权限的授权机构管理不同属性并进行属性相关密钥分发,大大降低了单一信任机构的工作量,解决了单授权机构下的密钥泄露或滥用问题,同时提高了用户的隐私数据保护;通过访问树技术实现了AND、OR及Threshold灵活访问策略,且将用户身份标识设置在访问树中来实现用户的撤销,撤销出现后只需更新部分密文而无需更新属性密钥,因而减少了计算开销。在标准模型下证明了该方案在选择身份属性攻击模型下是安全的,其安全性规约到判定性双线性Diffie-Hellman(decisional bilinear Diffie-Hellman, DBDH)问题。     

云环境下支持多用户的保序加密方案

提出一种适用于云环境下多用户场景的保序加密方案(OPESMU)。该方案将多用户问题定位到多对多模型,将原始明文空间随机分割成不同长度的连续区间,通过加密函数对明文进行加密;引入可信的密钥生成中心生成用户密钥和对应的辅助密钥,利用代理重加密机制将加密后的数据进行重加密,得到的重加密密文允许其他用户用自己的私钥去破解。安全性分析和实验结果验证了OPESMU方案的安全性和有效性。     

云存储访问控制中的快速属性基加密方案

密文策略属性基加密(CP-ABE)的特征比较适合用于安全云存储中对数据的访问控制,而单授权中心的CP-ABE中,随着用户属性个数的增加,其计算密钥生成和分发的难度越来越大,不能满足实际应用的需要。针对上述问题,在多授权机构CP-ABE的基础上,引入在线/离线加密和外包解密思想,基于l-BDHI难题提出了多授权机构下快速属性基加密方案。分析表明方案在标准模型下是选择明文攻击安全的,并通过实验仿真对方案性能进行了详细地对比分析,方案在密钥生成时间、加密时间及解密时间方面均具有较大优势,更适合于计算能力受限的云用户。     

可支持属性撤销的基于 CP-ABE 可搜索加密方案

针对目前基于属性的可搜索加密方案存在密钥泄露以及不支持属性撤销的问题,提出了一种云环境下,安全高效、可支持属性撤销的基于 CP-ABE （ciphertext-policy attribute based encryption）的可搜索加密方案。该方案不仅可支持细粒度的访问控制,具有较高的计算效率,且用户密钥使用随机值盲化后提交服务器,保证了用户密钥的保密性和安全性。该方案支持用户属性的撤销,并在属性撤销过程中,将密文更新的大部分工作转移给云服务提供商完成,方案在保证安全性的前提下,进一步降低了用户的计算代价。方案的安全性基于 DL（decisional linear）假设,在通用模型下具有选择明文攻击安全,抗合谋攻击,前向安全和后向安全。     

云环境下密文策略的权重属性多中心加密方案

在基于密文策略属性加密方案中,中央授权中心(CA)作为参与生成用户属性私钥的重要机构,对其安全性要求较高.传统方案中,单个CA被攻击,系统的安全性便无法保证.为了解决该问题,文章采用多授权中心.方案中各个CA同时计算用户的解密密钥;由各个属性授权中心(AA)管理相应的属性集合,并根据属性集合进行属性权重分割,实现属性加权.通过理论分析,该方案在保证系统安全性的同时,更具有实际意义.     

基于属性加密的用户隐私保护云存储方案

为了保护云存储环境下用户数据的隐私,该文提出一种基于属性加密(ciphertext-policy attribute based encryption,CP-ABE)的用户隐私保护云存储(user privacy-preserving cloud storage,UPCS)方案。首先,数据所有者为不同的文件设置不同的访问权限属性;其次,可信第三方使用CP-ABE方案将访问属性嵌入到密文中,只有当用户的属性满足密文的访问属性,才能解密相应密文;最后,为减少数据所有者和用户的计算时间开销,在索引生成和文件解密阶段,将部分操作授权给分布式代理服务器。结果表明:该方案可以有效地保证用户数据和关键词的隐私以及减少数据所有者和用户的计算时间开销。     

云环境下用户隐私混合加密方案及其性能分析

针对云环境下用户隐私数据的安全性和数据应用操作效率要求相矛盾的问题,提出了一种基于同态加密和基于属于加密的混合方案,实现对云用户隐私信息进行分类加密保护.方案中将用户数据分为绝对保密的数据和可信用户合理访问的数据2类,其中对绝对保密的数据采用同态加密算法;对可被部分授权用户访问的数据制定相应的访问控制树,并采用基于属于的加密算法.设计了云环境下混合加密方案,分为客户端和服务端,并将混合加密方案与基于属性的加密方法从加解密时间和存储开销进行了比较,可以看出混合加密方案具有很好的应用前景.     

云存储环境下基于CP-ASBE数据加密机制

针对基于属性集合加密机制依赖一个授权中心进行密钥计算,容易成为系统安全瓶颈问题,提出基于多个属性授权机构的属性集合加密机制,提高密钥的安全性.授权中心由多个属性授权机构(attribute authority,AA)构成,每个AA负责管理部分属性集合,完整的密钥计算需要多个AA的参与,提高攻击难度.将该机制应用于云环境,对文件加密、密钥计算及文件解密进行分析,设计云存储环境下行之有效的数据加密机制,并对该机制的安全性及时间开销进行分析,实验表明该方法是可行的.     

具有关键字搜索性质的云存储加密方案

Dan_Boneh等人提出了具有关键词搜索性质的公钥加密方案,并且构造出了在随机预言模型下可证明安全的基于BDH困难问题的双线性映射对下的具体构造.本文给出了一个具有关键字搜索性质的高效云存储加密方案,而且在随机预言模型下可证明CCA-安全.该方案能够安全高效的管理云服务器中的加密文件,能够对已经加密的文件进行相等配对.构造方案能够在无安全信道环境中传输陷门Tw.     

云存储中可验证的完全外包的属性基加密

为实现云存储中的细粒度的访问控制,属性基加密(ABE)被提出,并逐渐成为云环境中最具发展前景的加密算法.但由于ABE采用了双线性对运算,计算效率较低,阻碍ABE在实际中的广泛应用.文章提出了一种可验证的支持完全外包的属性基加密方案,该方案将属性授权机构以及数据解密方的计算量外包到云服务器上,降低属性授权机构和数据解密方...     

云环境下基于非线性映射的保序加密方案

针对传统保序加密方法安全性和效率不能兼顾的缺点,提出一种基于非线性映射的保序加密方案.该保序加密算法使用非线性映射和非线性分割的方法来隐藏数据分布和数据频率.介绍了云环境下保序加密的系统模型(含问题模型和敌手模型);对于问题模型提出了保序加密方案并且验证其正确性;进一步分析该方案在敌手模型2种攻击下的安全性,并与其他保序加密方案做对比.结果表明,所提出的保序加密方案可达到抗统计攻击和IND-DNCPA安全,有着良好的安全性;每十万个加密数平均加密执行时间大约30 ms,有着较高的效率;该方案可以用任何可编程语言部署和实现,有着良好的可编程性.     

支持叛逆者追踪的权重属性基加密方案

针对恶意用户出售私钥后难以被追责的问题,同时考虑到实际应用中用户属性存在重要程度不同的需求,提出一种支持叛逆者追踪的权重属性基加密方案,该方案将用户身份信息嵌入到用户的私钥中,从而追踪系统中泄露关键信息的恶意用户。另外将属性权重的思想引入该方案,将属性集通过属性集分割算法转化为属性权重的分割集,采用线性秘密共享实现访问控制,使其更贴近于实际环境。方案证明在q-BDHE(q-bilinear diffie-hellman exponent)假设下满足标准模型下选择明文攻击安全。与其他方案相比,该方案在通信代价和计算代价方面都有显著的提高,更加适用于移动终端设备在云计算中的应用。     

基于词嵌入的云存储可搜索加密方案

【目的】提出基于词嵌入的云存储可搜索加密方案,视图解决云储存的加密数据的管理,并高效地检索加密数据这一难题。该方案的优势在于克服了加密方案不能进行语义搜索的难题。【方法】通过建立高维关键词的词嵌入,增加语义距离扩展关键词集的方式建立安全索引,并用伪随机函数对私钥和关键词进行安全保护。【结果】此设计方案既保证了数据存储的安全性,又提供了数据检索的灵活性,安全检索模型避免了用户检索过程中关键信息的泄露。【结论】采用全同态加密验证了方案的有效性。在维基百科数据集上进行测试表明维度越高的词嵌入搜索精确率越高,同时开销也随之增大。     

跨云存储环境下协同的动态数据持有方案

为了认证跨云环境下用户数据的完整性,该文提出了一种协同的动态数据持有CDDP(cooperative dynamic data possession)方案。首先,利用分层Hash索引技术,将多个云存储服务提供商的响应消息聚合为一个消息,通过云存储服务提供商、组织者和可信第三方之间的交互通信实现了数据的持有性认证。其次,通过对Hash索引表(indexHash table)中只涉及更新数据块的索引记录和标签信息的更新,实现了数据修改、数据插入和数据删除等用户数据的动态更新。结果表明:该方案降低了计算时间,具有完备性和抵抗伪造攻击等属性。     

基于路径映射加密的云租户数据安全存储方案

云计算中数据的存储安全是租户最为关注的问题,也是云计算能否获得广泛应用的关键。文中提出了一种基于存储路径映射加密的云租户数据存储访问方案。方案中,云租户数据被划分为具有逻辑关系的若干存储块,这些逻辑块将提交到云索引服务平台并以多备份的方式存储到不同的云存储服务提供者的存储介质上;基于此,云租户对其私密数据的存储路径映射进行加密。所提出的方案在存储租户数据时,在不同的云存储提供者之间采用了冗余备份的机制,保证了租户数据存储的可靠性;同时,方案仅对租户数据的存储路径进行加密,从而避免了对数据整体的加、解密操作;分析和测试结果验证了方案的安全性、有效性和可行性。     

基于动态重加密的云计算存储平台权限撤销优化机制

针对云存储服务中用户访问权限撤销计算与带宽代价过大、复杂度过高等问题。以密文策略的属性加密体制(CP-ABE)的密文访问控制方案作为理论背景,设计出一种基于动态重加密的云存储权限撤销优化机制,即DR-PRO。该机制利用(k,n)门限方案,将数据信息划分成若干块,动态地选取某一数据信息块实现重加密,依次通过数据划分、重构、传输、提取以及权限撤销等子算法完成用户访问权限撤销实现过程。通过理论分析与模拟实验评估表明,在保证云存储服务用户数据高安全性的前提下,DR-PRO机制有效降低了用户访问权限撤销的计算与带宽代价,其性能效率得到了进一步优化与提高。     

可撤销属性的格基属性加密方案

针对量子环境下属性加密体制中属性撤销的问题,结合Zhang等提出的格上基于密文的属性加密方案,在格上构建了一个可撤销属性的格基属性加密方案。通过属性撤销列表,在二叉树结构下将未被撤销属性对应的密钥进行更新,从而达到撤销属性的目的。利用Shamir门限秘密共享的思想,实现了门限访问控制策略。该方案在随机预言机模型下是选择性安全的,安全性规约到错误学习问题。分析表明该方案在量子攻击下是安全的,并且支持灵活的门限访问控制策略。     

基于NTRU格的云数据可撤销属性基加密方案

针对现有基于离散对数求解难题的云数据加密方案无法抵御量子计算攻击并同时实现安全有效的属性撤销问题,提出一种基于NTRU格的云数据可撤销密文策略属性基加密方案RNL-ABE.首先将基于NTRU格的加密算法与属性基加密结合以抵御量子计算攻击,实现细粒度访问控制和安全属性撤销,避免重新进行密钥分发;改进密钥结构,防止系统中的合法用户、撤销用户、外部攻击者之间实施共谋攻击.最后基于环上误差学习难题(R-LWE),对RNL-ABE方案进行了形式化证明,并与同类型方案进行了仿真性能比较.结果表明:RNL-ABE方案在选择属性集模型下能够抵御量子计算攻击并实现安全的属性撤销;相比其他同类型方案,所提出方案在效率上更具有优势,计算和通信开销均减少50%以上.