一种支持完全细粒度属性撤销的CP-ABE方案

属性撤销是基于属性的加密(attribute based encryption,简称ABE)在实际应用中所必须解决的问题.在直接撤销模式下,已有的支持属性撤销的ABE方案只能以撤销用户身份的方式对用户所拥有的全部属性进行撤销,而无法做到针对属性的细粒度撤销.提出了直接模式下支持完全细粒度属性撤销的CP-ABE(cipher policy ABE)模型,在合数阶双线性群上,基于双系统加密的思想构造了具体的方案,并在标准模型下给出了严格的安全性证明.该方案能够对用户所拥有的任意数量的属性进行撤销,解决了已有方案中属性撤销粒度过粗的问题.     

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.     

属性匹配检测的匿名CP-ABE机制

属性基加密（简称ABE）机制以属性为公钥,将密文和用户私钥与属性关联,能够灵活地表示访问控制策略,从而极大地降低数据共享细粒度访问控制带来的网络带宽和发送节点的处理开销.作为和ABE相关的概念,匿名ABE机制进一步隐藏了密文中的属性信息,因为这些属性是敏感的,并且代表了用户身份.匿名ABE方案中,用户因不确定是否满足访问策略而需进行重复解密尝试,造成巨大且不必要的计算开销.文章提出一种支持属性匹配检测的匿名属性基加密机制,用户通过运行属性匹配检测算法判断用户属性集合是否满足密文的访问策略而无需进行解密尝试,且属性匹配检测的计算开销远低于一次解密尝试.结果分析表明,该解决方案能够显著提高匿名属性基加密机制中的解密效率.同时,可证明方案在双线性判定性假设下的安全性.     

一种新的密码学原语研究——流程加密

在许多实际的应用场景中,当用户需要获取敏感数据时,需要判断该用户是否满足某些“流程”的要求.现存的加密方案不能有效应用到以上场景中.为了解决这一新问题,提出了一种新的加密原语：基于流程的加密（process based encryption,简称PBE）,并把PBE分成两种类型：密钥策略的PBE（KP-PBE）与密文策略的PBE（CP-PBE）.运用双线性映射与线性秘密共享协议的工具,给出了一种KP-PBE的构造方法.随后,把KP-PBE方案与传统属性加密进行对比,指出在描述流程数量方面,KP-PBE与传统属性加密方案存在数量级的差异,从而体现了KP-PBE方案在描述流程方面的优越性.最后,在选择性安全的模型下,证明了该方案的安全性.     

新型安全电子邮件加密系统的设计与实现

基于身份公钥加密是一种以用户的身份标识符作为公钥的新型加密体制。本文首先介绍基于身份的公钥加密方案(IBE),给出IBE安全加密体制的基本框架结构与工作原理;设计了一个IBE密钥管理方案,实现IBE公钥和私钥的安全分发;提出了一套基于IBE的安全电子邮件系统,开发了一个PKG密钥服务器和Outlook邮件客户端加密插件,并实现IBE密钥管理方案;最后讨论了IBE邮件加密系统的安全问题。     

基于ATP-ABE的访问控制方案

对访问控制机制中存在的安全性和有效性的问题进行了研究，提出了基于访问树剪枝的属性加密ATP-ABE（Access Tree Pruning Attribute Based Encryption）的访问控制方案。当ATP-ABE算法需要访问它的树型结构访问策略时，通过剪枝处理访问树结构中包含用户ID属性节点的分支，提高了用户所有者DO（Data Owner）管理和控制属性的效率，更加有效地实现了数据共享。还为访问树结构设计了许可访问属性，使DO仍保留共享数据的关键属性，并且能够完全控制它们的共享数据。基于决策双线性密钥交换算法DBDH（Decisional Bilinear Diffie-Hellman）假设分析了ATP-ABE方案的安全性，研究结果表明与两种经典ABE方案比较，ATP-ABE更加有效地减少了算法的系统设置、私钥生成、密文大小、用户属性撤销以及加解密过程中的计算开销，并给出了定量结论。     

基于属性集合加密的数据访问控制方案

提出一种基于属性集合加密的访问控制改进方案。通过引入代理重加密技术,并将大量重加密的计算代价交给代理服务器方来完成,以解决由于用户属性移除而引起的部分权限撤销和降低用户方的计算代价等问题。通过分析证明,该方案在判定双线性Diffie-Hellman假定条件下是选择明文攻击安全的。模拟实验结果表明,其运行效率优于现存的基于属性集合加密的访问控制方案。     

基于CP-ABE和XACML多权限安全云存储访问控制方案

为了保护云存储系统中用户数据的机密性和用户隐私,提出了一种基于属性加密结合XACML框架的多权限安全云存储访问控制方案。通过CP-ABE加密来保证用户数据的机密性,通过XACML框架实现基于属性细粒度访问控制。云存储系统中的用户数据通过对称加密机制进行加密,对称密钥采用CP-ABE加密。仿真实验表明,该方案是高效灵活并且安全的。安全性分析表明,该方案能够抵抗共谋攻击,具有数据机密性以及后向前向保密性。     

BGN-型类同态IBE方案的构造与分析

基于身份的公钥密码体制(IBE)与传统的公钥密码体制不同,在IBE中用户公钥是与用户身份相关的可识别的一串字符,这就为加密后的数据提供了更灵活的访问控制。BGN是2005年提出的一种类同态加密方案,该方案能对密文进行任意次加法和一次乘法运算,但是并不是一种IBE方案。为得到类同态的IBE方案,以满足网络中对身份类加密体制的需求,在BGN方案的基础上,基于二次剩余假设和子群判定问题构造了一种新的具有类同态性质的IBSHE加密方案,在随机预言机模型下证明了该方案的CPA安全性。     

指定服务器的基于身份加密连接关键字搜索方案

公钥加密关键字搜索(PEKS)允许用户发送关键字陷门给服务器,服务器可以通过陷门定位到包含用户搜索的关键字的密文。为了消除已有基于身份加密的关键字搜索(IBEKS)方案中服务器和接收者之间的安全信道,Wu等人提出了一种指定服务器基于身份加密的关键字搜索(dIBEKS)方案。可是,Wu等人提出的dIBEKS方案不满足密文不可区分性。为了克服Wu等人方案的不足,本文提出一种指定服务器基于身份加密的多关键字搜索方案。安全性分析表明,本文所提方案同时满足了密文不可区分、陷门不可区分和离线关键字猜测攻击的安全性。效率分析显示,本文的方案更高效。      

智慧城市中隐私保护性广播加密算法

现代化城市公共部门和市民社交网络会产生大量的数据,这些海量数据的使用和处理主要依赖现代化信息通信技术和网络技术。为了保护用户隐私和数据安全,在数据传输过程中采用加密算法对数据进行加密,广播加密是多用户环境下最有效的方法。传统算法中,基于身份的广播加密密文可以广播到一组接收方,接收方的身份包含在密文中,当多个接收方解密密文时会泄露其他用户的身份信息。为了保护接收方用户之间的身份隐私,提出一种基于身份的隐私保护性广播加密算法,实现了接收方用户之间的匿名性。此外,考虑了如何从匿名广播的密文中撤销指定目标的接收者,根据数据访问控制策略决定用户的数据访问权限,为用户提供密文撤销操作,撤销过程不泄露明文和接收者的身份信息。在随机预言模型下,基于BDH困难性问题证明了该算法的安全性,并通过实际数据集的仿真实验验证了算法的有效性和可行性。     

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。     

基于SM9的匿名广播加密方案

广播加密允许数据拥有者通过不安全的公开信道将数据安全地发送给一组指定的用户, 只有组内用户（授权用户）利用自身私钥才能正确解密密文, 恢复出明文数据, 不在组内的用户（非授权用户）即使合谋也无法获取数据内容。标识加密是一种非对称加密体制, 可利用能够唯一标识用户身份的任意字符串作为用户的公钥, 消除了传统公钥体制中用于绑定用户公钥的证书。匿名标识广播加密不仅能充分继承标识加密的优点实现多用户数据的安全共享, 而且能有效保护接收者的身份信息。本文以国产商用标识密码算法SM9为基础, 采用多项式技术构造了首个基于SM9的匿名广播加密方案。方案具有与SM9加密算法相同的私钥生成算法, 用户私钥由一个群元素组成。方案的密文由(n+3)个元素组成, 与接收者数量(n)线性相关, 解密仅包含一次双线性对计算。基于q类型的GDDHE困难假设, 在随机谕言器模型中证明方案在静态选择明文攻击下具有不可区分的安全性且满足接收者匿名性。比较分析表明本文方案的计算开销和通信代价与现有高效匿名标识广播加密方案是可比的。最后, 对方案进行编程实验, 在相同安全级别下, 本文方案对比其他方案具有较优的密文长度, 实验结果表明本文方案是可行的。     

隐藏访问策略的可追踪属性基加密方案

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,用户可能会非法共享其私钥以获取不当利益;另外,访问策略通常包含敏感信息,这对隐私性要求较高的场合造成了重大挑战。针对上述问题,提出一个隐藏访问策略的可追踪密文策略属性基加密方案。该方案基于合数阶双线性群进行构造,通过将用户的身份信息嵌入到该用户的私钥中实现可追踪性,将访问策略中的特定敏感属性值隐藏在密文中实现策略隐藏,利用解密测试技术提高解密效率,给出了在标准模型下方案是完全安全和可追踪的证明。对比分析表明,该方案在解密运算方面有所优化,从而降低了解密运算开销,提高了效率。     

基于区块链的多关键字细粒度可搜索加密方案

密文策略下基于属性的关键字搜索(CP-ABKS)技术可以对加密的数据实现细粒度控制和检索.现有CP-ABKS方案较少考虑云服务器的恶意行为和搜索过程的公平支付,且通常只支持单关键字密文检索.对此,文章提出基于区块链的多关键字细粒度可搜索加密方案.利用密文策略下基于属性的加密技术满足多用户检索,实现了细粒度访问控制和访问...     

Secure key management scheme for dynamic hierarchical access control based on ECC

An access control mechanism in a user hierarchy is used to provide the management of sensitive information for authorized users. The users and their own information can be organized into a number of disjoint sets of security classes according to their responsibilities. Each security class in a user hierarchy is assigned an encryption key and can derive the encryption keys of all lower security classes according to predefined partially ordered relation. In 2006, Jeng and Wang proposed an efficient key management scheme based on elliptic curve cryptosystems. This paper, however, pointed out that Jeng-Wang scheme is vulnerable to the so-called compromising attack that the secret keys of some security classes can be compromised by any adversary if some public information modified. We further proposed a secure key management scheme based on elliptic curve cryptosystems to eliminate the pointed out the security leak and provide better security requirements. As compared with Jeng and Wang's scheme (Jeng and Wang, 2006), the proposed scheme has the following properties. (i) It is simple to execute the key generation and key derivation phases. (ii) It is easily to address dynamic access control when a security class is added into or deleted from the hierarchy. (iii) It is secure against some potential attacks. (iv) The required storage of the public/secret parameters is constant.     

Access control based privacy preserving secure data sharing with hidden access policies in cloud

Attribute-based encryption is a promising solution to the access control based data sharing in the cloud. In this scheme, access policies are being sent in plaintext form which discloses the user privacy and data privacy. Once the ciphertext has been shared among the set of authorized users they would be able to decrypt the ciphertext. Whenever the authorized users are acting as malicious users, they may alter the data and further encrypt and outsource the modified data. It may adversely affect the data owner. In the existing attribute-based encryption scheme, data owner’s authenticity cannot be verified. In order to resolve these problems, we are proposing a novel idea to anonymize the access policy and a signature scheme to verify the authenticity of data as well as that of the data owner. Anonymized access policy never discloses the privacy. The signature scheme is able to detect the insider attack on attribute-based encryption scheme. The proposed system is secure against indistinguishable chosen-ciphertext attack. It is a provably secure and existentially unforgeable access control based data sharing method in the public cloud.     

基于可信计算平台的身份管理框架*

针对网络用户身份管理难题及现有的身份管理方案存在的不足,基于可信计算平台完整性校验、保护存储和访问控制以及远程平台校验等安全特性,提出了可信计算平台身份管理方案和协议。本方案实现了多种方式的身份认证及身份、身份认证审计记录和主密钥、审计密钥、平台AIK私钥的加密存储,以及移动平台的可信验证、加密身份的还原和服务提供者身份标志的查找定位,并实现了身份信息和认证数据的加密传输。最后,进行了安全性分析,结果表明该方案在保护用户身份信息安全的前提下,大大减轻了用户身份管理的负担。     

一种改进的基于身份广播代理重加密云存储方案

存储安全是公共云应用诸多安全问题中最关键的问题之一,对云服务的快速发展有着重大影响。结合身份加密、代理重加密以及广播加密的特点,提出了一种新的云存储方案。该方案通过条件控制,实现了用户对远程密文数据代理重加密过程中的细粒度访问控制;基于身份加密,利用用户的身份属性作为公钥,减少了证书验证过程;结合广播的思想,以用户集合为单位进行加密,减少系统的计算消耗。实验表明,文章提出的方案可以实现密文数据云存储和共享,主要函数的时间开销合理,能够保证大规模用户接入时系统高效。