素数阶群上具有扩展通配符的ABE方案

叛徒追踪和撤销是基于属性的加密(ABE)在实际应用中需要解决的问题,具有扩展通配符的ABE方案(GWABE)能够方便地解决上述问题。目前自适应安全的GWABE方案均在合数阶群上构造。针对合数阶上双线性映射计算开销过大的问题,以对偶正交基技术为基础,提出了一种素数阶群上自适应安全的GWABE方案,同时将该方案的安全性归约到判定性线性假设。性能分析表明,该方案在达到自适应安全的基础上,具有更好的效率。     

素数阶群上快速解密的KP-ABE方案

大部分基于属性的加密方案(ABE)解密开销随解密时用到的属性数量呈线性增长,解密时双线性对运算为常数次的快速解密ABE方案(FABE)能用来解决此问题。针对现有自适应安全的FABE方案在合数阶群上构造,解密运算时双线性配对计算开销过大的问题,提出一种素数阶群上快速解密的密钥策略ABE(PFKP-ABE)方案。首先基于对偶正交基和线性秘密共享(LSSS)技术提出一个PFKP-ABE方案,然后采用对偶系统加密技术构建一系列两两不可区分的攻击游戏证明该方案在标准模型下是自适应安全的。性能分析表明,与现有的合数阶群上一种快速解密自适应安全密钥策略ABE方案(FKP-ABE)相比,该方案在自适应安全的前提下,解密计算速率提高了约15倍。     

素数阶群上可追踪并撤销叛徒的ABE方案*

叛徒追踪和撤销是属性基加密(ABE)需要解决的问题。目前满足自适应安全且可追踪并撤销叛徒的ABE方案(ABTR)在合数阶群上构造。针对合数阶群上双线性配对计算开销过大的问题,利用对偶正交基,首先提出了一个素数阶群上具有扩展通配符的ABE方案(PGWABE),并证明该方案满足自适应安全;在此基础上,利用完全子树构架,将PGWABE方案转变为素数阶群上可追踪并撤销叛徒的ABE方案(PABTR)。与现有方案相比,该方案在同等安全性上效率更高。     

用户和属性授权机构可追责的在线/离线属性基加密方案

属性基加密作为一种一对多的加密机制,能够为云存储提供良好的安全性和细粒度访问控制。但在密文策略属性基加密中,一个解密私钥可能会对应多个用户,因此用户可能会非法共享其私钥以获取不当利益,半可信的属性授权机构亦可能会给非法用户颁发解密私钥。此外,加密消息所产生的指数运算随着访问策略复杂性的增加而增长,其产生的计算开销给通过移动设备进行加密的用户造成了重大挑战。对此,文中提出了一种支持大属性域的用户和属性授权机构可追责的在线/离线密文策略属性基加密方案。该方案是基于素数阶双线性群构造的,通过将用户的身份信息嵌入该用户的私钥中实现可追责性,利用在线/离线加密技术将大部分的加密开销转移至离线阶段。最后,给出了方案在标准模型下的选择性安全和可追责证明。分析表明,该方案的加密开销主要在离线阶段,用于追责的存储开销也极低,其适用于使用资源受限的移动设备进行加密的用户群体。     

支持策略隐藏的多授权机构属性基加密方案

现有隐藏策略的属性基加密方案大多针对单个属性授权机构,没有考虑到用户属性由多个授权机构管理的情况,存在密钥生成效率低、机构本身易被攻破、无法满足云存储环境安全需求的问题。为此,提出一种多授权机构属性基加密方案。通过对访问结构进行改进,实现访问策略的完全隐藏,进而保护用户隐私。用户私钥由数据属主和多个属性授权机构共同生成,可提高密钥生成效率,并抵抗非法用户及授权机构的合谋攻击。基于判定性双线性Diffie-Hellman假设,证明方案在标准模型下是选择明文安全的。实验结果表明,该方案可有效提高密钥生成及加解密效率。     

多机构授权下可追踪可隐藏的属性基加密方案

在单机构授权的属性基加密方案中,授权中心存在风险过于集中、计算载荷过重的问题。但已经存在的加密方案几乎都是在单机构授权下进行密钥追踪、访问策略隐藏的。因此,文章提出了一种在多机构授权下可隐藏策略、可追踪密钥的属性基加密方案。该方案通过把访问结构完全隐式地嵌入到密文中,从而使攻击者无法通过访问结构来获得用户隐私;多机构授权下实现对密钥的追踪,防止用户与单授权机构合谋密钥滥发。该方案在实现多机构授权下参数长度、计算开销没有明显的增加。最后基于DBDH安全模型,证明该方案在标准模型下是可以抵抗选择明文攻击的。     

访问策略隐匿的可追责层次属性加密方案

在传统的属性加密方案中,用户可能会共享私钥给具有相同属性集的多个用户而不怕被追责;此外,访问策略包含的信息可能会泄露用户隐私。针对这2个问题,提出一种可追责的隐匿策略的层次化属性加密方案。该方案在合数阶双线性群下基于访问树进行构造,具有灵活的表达能力,在访问策略中插入合数阶子群的随机元素实现策略隐匿;将用户标识加入私钥运算中,实现对泄露信息的违规用户的可追责;使用层次授权体系,降低单权威授权的计算负荷,提高了整体安全性和效率。实验结果和效率对比分析表明,该方案在加解密计算开销方面具备优势,且支持访问策略的隐匿和对违规用户的追责,大大提高了方案的安全性。     

车载自组网中可追踪可撤销的多授权中心属性基加密方案

保障消息传输的机密性是对车载自组网（VANET）中通信的基本安全需求。在使用对称群组密钥加密消息的模式下,系统管理者难以追踪内部攻击者,因此,提出了基于属性的车载自组网加密方案。该方案能实现对恶意车辆的追踪和撤销,并能细粒度地划分车辆的访问权限;与此同时,该方案允许多个授权中心彼此独立地分发属性及其对应密钥,防止被妥协的授权中心伪造其他授权中心负责管理的属性密钥,从而保障了多机构间通信协作的高度安全性。该方案在q-DPBDHE2假设下被证明具有不可区分性;而且与同类方案进行加解密开销对比的实验结果表明,当涉及的属性个数为10时,该方案的解密开销为459.541 ms,说明该方案适用于车载自组网中的通信加密。     

一种支持属性撤销的外包属性加密方案

针对传统基于密文策略的属性加密方案在密钥生成、密文解密和属性撤销阶段计算开销大的问题,提出一种具有属性撤销功能的外包属性加密方案。在加密过程中使用线性秘密共享机制作为访问结构,将密钥生成和密文解密的部分计算外包,通过为每个用户的私钥设置版本号实现用户属性的撤销,同时证明方案在可重复的选择密文攻击下是安全的。实验结果表明,该方案的计算开销较低,并且能较好地实现密文策略的属性撤销功能。     

面向边缘计算的属性加密方案

传统云环境下的属性加密方案在判定用户访问权限时通常仅依据年龄和职业等用户常规属性,而忽视了访问时间和位置的约束问题。为较好满足边缘计算的实时性和移动性需求,提出一种支持时间与位置约束的多授权外包属性加密方案。通过将时间域与位置域信息同时引入属性加密过程,实现更细粒度的访问控制。采用多授权机构共同管理属性信息,解决单授权机构的性能瓶颈问题,满足用户跨域访问需求。针对边缘计算中移动终端资源受限问题,将大部分解密计算外包至边缘节点,减轻移动终端设备负担。分析结果表明,在边缘计算环境下,该方案以较低的计算和存储开销实现了具有时间和位置约束的访问控制,并且可有效保障用户数据安全。     

完全安全的身份基在线/离线加密

针对现有身份基在线/离线加密(IBOOE)机制仅满足较弱的选择安全模型,不允许攻击者适应性选择攻击目标的问题,将在线/离线密码技术引入到完全安全的身份基加密方案中,提出一种完全安全的身份基在线/离线加密方案。基于合数阶群上的3个静态假设,利用双系统加密技术证明该方案满足完全安全性。与知名的身份基在线/离线加密方案相比,所提方案不仅极大地提高了在线加密的效率,而且更能满足实际系统中对完全安全性的需求。     

一个适应性安全的支持用户私钥撤销的KP-ABE方案

用户私钥撤销是基于属性的加密(Attribute Based Encryption,ABE)方案在实际应用中所必需解决的问题.现有的支持用户私钥撤销的ABE方案通过引入用户身份的概念,以撤销用户身份的方式实现了对用户私钥的撤销,但其安全性只能达到选择性安全.本文借鉴已有方案的思想,通过将Lewko等人提出的适应性安全ABE方案与Leyou Zhang提出的适应性安全基于身份的组播加密方案相结合,利用双系统加密技术,在合数阶双线性群上实现了一个适应性安全的支持对用户私钥进行撤销的KP-ABE方案.     

一种属性可撤销的安全云存储模型

针对云存储服务中数据用户权限撤销粒度较粗及现有方案密钥分发计算量大等问题,基于双系统加密的思想,在合数阶双线性群上提出了一种新的细粒度权限撤销的安全云存储模型。数据拥有者同时也作为属性分发机构,保证了对自身数据的绝对控制,确保了在云服务商不可信情况下开放环境中的云端存储数据的安全。从模型架构和属性密钥分发两个方面对模型进行了研究,并用严格的数学方法证明了本方案是适应性安全的。云存储模型的数据访问策略根据实际需要可灵活设置,适用于云存储等开放式环境。     

支持属性撤销的可验证外包的多授权属性加密方案

针对云存储中基于多授权属性加密（MA-ABE）访问控制方案存在数据使用者解密开销大,同时缺乏有效属性撤销的问题,提出了一种支持属性撤销的可验证外包的多授权属性加密方案。首先,利用可验证外包技术,降低数据使用者的解密开销,同时验证数据的完整性。然后,利用双线性映射保护访问策略,防止数据拥有者身份泄露。最后,利用每个属性的版本密钥实现立即的属性撤销。安全性分析表明所提方案在标准模型中判定性的q双线性Diffie-Hellman指数假设下是安全的,同时满足了前向安全性和抗合谋攻击。性能分析表明所提方案在功能性和计算开销两方面都具有较好的优势,因此所提方案更适用于云存储下多授权属性加密环境。     

支持属性撤销的策略隐藏与层次化访问控制

在属性加密方案中,访问策略中可能包含一些敏感信息,如何在具备丰富的策略表示能力的同时实现访问策略的隐藏已成为云计算环境中亟待解决的问题之一。另外,考虑到在系统中用户的属性会有经常性的变更,属性撤销也成为近年来研究的一个热点。提出一种基于属性策略隐藏的层次化访问控制方案,融合代理重加密技术和CP-ABE方案,解决属性撤销的问题。与之前的方案相比,既保护了策略的隐私,又具有较灵活的访问控制能力,并且引入层次化授权结构,减少了单一授权的负担和风险,提高了安全性。     

基于椭圆曲线加密且支持撤销的属性基加密方案

在云终端用户资源受限的场景中,传统属性基加密方案中存在着计算开销大以及不能实现实时撤销的不足。为了实现云端数据安全高效的共享,提出了一种基于椭圆曲线加密（ECC）算法且支持细粒度撤销的属性基加密方案。该方案使用计算较轻量级的椭圆曲线上的标量乘法代替传统属性基加密方案中计算开销较大的双线性配对,以降低系统中用户在解密时的计算开销,提高系统的效率,使方案更适用于资源受限的云终端用户场景。利用表达能力更强和计算更高效的有序二元决策图（OBDD）结构来描述用户定义的访问策略,以减少嵌入密文中的冗余属性来缩短密文长度。为每个属性建立一个由拥有该属性用户组成的属性组,并为组内每个成员生成唯一的用户属性组密钥。当发生属性撤销时,利用最小子集覆盖技术为组内剩余成员生成新的属性组,实现实时的细粒度属性撤销。安全分析表明,所提方案具有选择明文攻击不可区分性、前向安全性和后向安全性;性能分析表明,所提方案在访问结构表达和计算能力上优于（t,n）门限秘密共享方案和线性秘密共享方案（LSSS）,其解密计算效率满足资源受限的云终端用户的需求。     

基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案

针对多授权属性基加密方案的合谋攻击和多域共享数据问题,提出了一种基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案。中央认证机构不参与用户私钥的生成过程,有效避免了用户与授权机构之间的联合攻击;通过线性秘密共享方案和代理重加密技术,云服务器对上传的数据文件进行重加密,实现了单域和多域用户数据的共享。分析结果表明,新方案在用户私钥生成和文件加/解密上具有较高的性能,并在q parallel BDHE假设下是自适应性安全的。     

适用于任意存取结构的动态多秘密共享方案

为满足一般存取结构的多秘密共享方案在实际应用中的可验证性和动态性需求,提出一种适用于任意存取结构的动态可验证多秘密共享方案,其中每个参与者各自选取秘密份额,采用RSA公钥密码体制将该份额通过公开信道发送给分发者。同时基于双变量单向函数为每个参与者分配伪秘密份额,利用双变量单向函数之间的异或运算设计秘密分发算法及重构算法。分析结果表明,该方案在秘密重构阶段参与者只需要出示其伪份额即可恢复主秘密,无须泄漏真正的秘密份额,具有防欺诈性;秘密份额的分发可以通过公开信道实现,减少了方案的实施代价。