支持直接撤销的密文策略属性基加密方案

提出一种支持直接撤销的属性基加密方案,首先给出支持直接撤销的属性基加密定义和安全模型,其次给出具体的支持撤销的密文策略——属性基加密方案并对安全性进行证明,最后,与其他方案对比显示,该方案在密文和密钥长度方面都有所减少。该方案可以实现对用户进行即时撤销,当且仅当用户所拥有的属性满足密文的访问结构且不在用户撤销列表内时,才能使用自己的私钥解密出明文。     

支持临时解密授权的密文策略属性加密方案

属性加密是在云环境下实现细粒度访问控制的有效工具,但同类方案并未较好地解决数据所有者的隐私保护和解密权限临时授权问题。文章将属性代理重加密技术与Nishide等的属性加密方案相结合,提出同时支持访问策略隐藏和解密权限临时授权的密文策略属性加密方案。此外,文章利用新方案解决了医疗云环境下属性访问控制系统的构造问题。安全性分析表明,新的属性加密方案并未破坏底层方案的安全性,而且不会向代理服务器泄露数据所有者的解密私钥。     

面向云存储的安全密文访问控制方案

存储在云端服务器中的敏感数据的保密和安全访问是云存储安全研究的重要内容.针对真实的云存储环境中云服务提供商不可信的情况,采用基于属性的加密算法,提出了一种安全、高效、细粒度的云存储密文访问控制方案.与现有方案相比,该方案在用户撤销时,通过引入广播加密技术,使得撤销用户即使和云服务提供商共谋,也不能对私钥进行更新,保证了数据的安全性;方案将大部分密文重加密和用户私钥更新工作转移给云服务提供商执行,在保证安全性的前提下,降低了数据属主的计算代价;另外该方案还可支持多用户的同时撤销.最后分析了方案的安全性和计算复杂性,并测试了用户撤销时的运行效率.     

属性可撤销且密文长度恒定的属性基加密方案

密文策略属性基加密（ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE）类似于基于角色访问控制,可以为云存储系统提供灵活细粒度的访问控制.但大多数CP-ABE方案中,密文长度与访问策略复杂度成正相关,系统属性同时被多个用户共享而导致属性难以被撤销.针对上述问题,本文提出一种支持属性撤销且密文长度恒定的属性基加密方案.该方案中每个用户的属性群密钥不能通用,可以有效抵抗撤销用户与未撤销用户的合谋攻击.为减少属性授权机构和数据拥有者的计算负担,属性撤销过程所需的计算量外包给数据服务管理者;同时该方案采用支持多值属性和通配符的"AND"门策略,实现了密文长度恒定.所提方案基于决策性q-BDHE（q-bilinear Diffie-Hellman exponent）假设对方案进行了选择明文攻击的安全性证明.最后对方案进行了理论分析与实验验证,分析结果表明本文方案可以有效抵制用户合谋攻击,增加了方案的安全性.同时所提方案在功能和计算效率方面具有一定优势,适用于实际应用情况.     

雾计算中细粒度属性更新的外包计算访问控制方案

针对基于密文策略的属性加密(CP-ABE)在低时延需求较高的雾计算环境中,存在加解密开销大、属性更新效率低的问题,提出了一种雾计算中细粒度属性更新的外包计算访问控制方案,使用模加法一致性秘密(密钥)分享技术构建访问控制树,将加解密计算操作外包给雾节点,降低用户加解密开销;结合重加密机制,在雾节点建立组密钥二叉树对密文进行重加密,实现对用户属性的灵活更新。安全性分析表明,所提方案在决策双线性Diffie-Hellman假设下是安全的。仿真实验结果表明,所提方案中用户加解密时间开销相比其他方案更小,属性更新效率更高。     

支持关键词搜索的属性代理重加密方案

属性代理重加密机制既能实现数据共享又能实现数据转发,但这种机制通常并不支持数据检索功能,阻碍了属性代理重加密的发展应用。为了解决这一问题,该文提出一个支持关键词搜索的密文策略的属性代理重加密方案。通过将密钥分为属性密钥和搜索密钥,不仅可以实现关键词可搜索,而且实现了代理重加密。在验证阶段,云服务器既执行关键词验证,又可以对原始密文和重加密密文进行部分解密,从而减轻用户的计算负担。通过安全性分析,该方案可以实现数据安全性、检索分离、关键词隐藏和抗共谋攻击。     

基于属性加密的高效密文去重和审计方案

针对当前支持去重的属性加密方案既不支持云存储数据审计,又不支持过期用户撤销,且去重搜索和用户解密效率较低的问题,该文提出一种支持高效去重和审计的属性加密方案。该方案引入了第3方审计者对云存储数据的完整性进行检验,利用代理辅助用户撤销机制对过期用户进行撤销,又提出高效去重搜索树技术来提高去重搜索效率,并通过代理解密机制辅助用户解密。安全性分析表明该方案通过采用混合云架构,在公有云达到IND-CPA安全性,在私有云达到PRV-CDA安全性。性能分析表明该方案的去重搜索效率更高,用户的解密计算量较小。     

云计算中一种紧凑型的外包访问控制方案

密文策略的属性加密是实现云平台上安全的访问控制方案的最佳选择。然而,在大多数密文策略的属性加密方案中,用户密钥长度与属性的个数之间成线性关系;用户的解密时间与访问结构的复杂度成正比关系。为了减少用户密钥的存储和解密计算开销,本文提出一种面向云计算平台的紧凑型的外包访问控制方案。方案中的访问结构可以支持“与”、“或”以及“门限”三种策略。它仅采用简单的哈希和异或运算就可以验证用户外包解密返回的数据是否正确。在随机预言机模型中,基于aMSE-DDH难题,证明了方案是选择密文攻击安全的。分析表明,本文方案能够安全的实现云计算环境下的访问控制,尤其当用户终端设备受限时实现的访问控制。      

一种改进的云存储平台权限管理机制设计

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的实现过程。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机制有效地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。     

基于CP-ABE的车联网云端数据安全访问控制方案

针对车联网云环境的不可信任,数据种类和数据访问用户身份复杂,访问内容多样化,以及数据所有者与数据使用者之间多对多等特点,改进CP-ABE安全算法,提出了适合车联网的云端数据安全访问控制方案(DAC-VCS)。该方案中,设置属性管理机构,根据合法用户的角色和身份为其赋予一个属性集,并利用该属性集产生用户的访问私钥;数据所有者对要上传的数据用允许访问的用户属性为加密式样,进行加密;并生成可访问数据的用户列表,将两者一起发送到云端存储。当用户访问云中数据时,首先判断用户是否位于访问列表中,如果用户在列表中且访问私钥中的属性集满足数据加密时采用的加密式样,云端将为用户生成解密口令,并将解密口令和密文一起发给用户。用户利用解密口令即可解密密文,获得自身所要的数据内容。通过这种双层保护,保障了云中数据的访问安全性,降低了所使用的云存储空间并且加解密效率得到大幅度提高。     

基于授权的多服务器可搜索密文策略属性基加密方案

针对现有属性基可搜索加密方案缺乏对云服务器授权的服务问题,该文提出一种基于授权的可搜索密文策略属性基加密(CP-ABE)方案。方案通过云过滤服务器、云搜索服务器和云存储服务器协同合作实现搜索服务。用户可将生成的授权信息和陷门信息分别发送给云过滤服务器和云搜索服务器,在不解密密文的情况下,云过滤服务器可对所有密文进行检测。该方案利用多个属性授权机构,在保证数据机密性的前提下能进行高效的细粒度访问,解决数据用户密钥泄露问题,提高数据用户对云端数据的检索效率。通过安全性分析,证明方案在提供数据检索服务的同时无法窃取数据用户的敏感信息,且能够有效地防止数据隐私的泄露。     

面向移动云计算的多要素代理重加密方案

云与移动计算的融合使用户能够更方便快捷地获取数据和服务,但是由于云平台和移动通信网络的开放性,如何在移动云计算环境下实现数据安全的访问和使用成为了亟待解决的问题。设计了一种基于多要素访问控制条件的代理重加密方案,包含系统模型、重加密算法及重加密密钥描述方法。基于该方案,云计算数据中心通过移动用户的访问请求,获取用户的客观访问控制条件,为用户生成相应的重加密密文,用户使用自身私钥即可对授权数据解密。在不增加用户密钥管理量的前提下,实现了移动云计算的多要素代理重加密。     

支持快速撤销的ABE算法在个人健康记录云中的研究

个人健康记录（Personal Health Record,PHR）是一种面向个人健康的信息服务。PHR云的诞生方便了病人及医生随时随地地上传、访问以及使用PHR。尽管方便了健康信息的分享,但PHR云也对用户的隐私造成了巨大的威胁,因此急需一种可以同时提供数据保护与访问控制的技术。基于属性的加密算法（attribute-based encryption,ABE）不仅提供了数据加密功能,还支持灵活的访问控制。为了保证前/后向安全性,ABE必须依赖属性撤销以实现对系统中所有属性的动态维护。然而现有的撤销算法的时间复杂度和空间复杂度较高,这阻碍了ABE在PHR云中的应用。为解决该问题,提出了一种支持快速撤销的密文策略属性加密方案（ciphertext policy attribute-based encryption supporting fast revocation, CP-ABE-FR）,使得解密者不需要在线频繁更新私钥,同时减少了撤销的计算开销。理论分析证明,CP-ABE-FR能够保证PHR安全性。实验数据表明,基于CP-ABE-FR构建的PHR系统访问控制模型在具备较高的加解密计算效率。     

云存储环境下无密钥托管可撤销属性基加密方案研究

属性基加密因其细粒度访问控制在云存储中得到广泛应用。但原始属性基加密方案存在密钥托管和属性撤销问题。为解决上述问题,该文提出一种密文策略的属性基加密方案。该方案中属性权威与中央控制通过安全两方计算技术构建无密钥托管密钥分发协议解决密钥托管问题。通过更新属性版本密钥的方式达到属性级用户撤销,同时通过中央控制可以实现系统级用户撤销。为减少用户解密过程的计算负担,将解密运算过程中复杂对运算外包给云服务商,提高解密效率。该文基于q-Parallel BDHE假设在随机预言机模型下对方案进行了选择访问结构明文攻击的安全性证明。最后从理论和实验两方面对所提方案的效率与功能性进行了分析。实验结果表明所提方案无密钥托管问题,且具有较高系统效率。     

快速解密且私钥定长的密文策略属性基加密方案

在保证密文策略属性基加密(CP-ABE)算法安全性的前提下,尽可能地提升其工作效率一直是密码学领域的研究热点。该文从作为CP-ABE效率核心的访问结构着手,首次提出基于简化有序二叉决策图(ROBDD)的访问结构,给出了相应的策略表示方法、用户可满足性判定;基于简化有序二叉决策图(ROBDD)访问结构设计了在算法时间复杂度、存储空间占用量等方面都具有较好表现的CP-ABE方案;在安全性方面,该方案能够抵抗用户间的合谋攻击和选择明文攻击。对比分析表明,ROBDD访问结构具有更强的表达能力和更高的表达效率;新的CP-ABE方案包含时间复杂度为常数阶的密钥生成算法、解密算法,能够为用户生成定长私钥并实现快速解密。     

支持策略隐藏且密文长度恒定的可搜索加密方案

属性加密体制是实现云存储中数据灵活访问控制的关键技术之一,但已有的属性加密方案存在密文存储开销过大和用户隐私泄露等问题,并且不能同时支持云端数据的公开审计.为了解决这些问题,该文提出一个新的可搜索属性加密方案,其安全性可归约到q-BDHE问题和CDH问题的困难性.该方案在支持关键词搜索的基础上,实现了密文长度恒定;引入策略隐藏思想,防止攻击者获取敏感信息,确保了用户的隐私性;通过数据公开审计机制,实现了云存储中数据的完整性验证.与已有的同类方案相比较,该方案有效地降低了数据的加密开销、关键词的搜索开销、密文的存储成本与解密开销,在云存储环境中具有较好的应用前景.     

多云服务提供者环境下的一种用户密钥撤销方法

密钥信息泄露是互联云服务难题之一,为解决该问题,该文提出一种基于属性环签名的用户密钥撤销方案。该方案以互联云的用户密文访问方法为研究对象,论述了无属性泄露的密文矩阵映射机制,多授权者自主扩展属性集生成密钥,从而令云服务提供者(CSP)无法获得用户完整属性,达到消除属性存储负载的目的。另外,该方案以撤销环与单调张成算法为基础设计用户签名验证撤销机制,令CSP、授权者与用户共同组成属性环,接受CSP定义密文访问结构,用户签名只有通过源CSP验证才能访问密文,授权者撤销部分属性失效用户解密密钥,从而达到权限撤销不影响其它用户访问的目的。该方案以密文策略属性基加密(CP-ABE)与单调张成算法为基础设计多用户组合属性共谋抵抗机制,用以保护属性的机密性。最后,给出该方案通信成本和计算效率的性能分析,用以验证该方法的有效性。     

支持动态策略更新的半策略隐藏属性加密方案

基于密文策略的属性加密被认为适用于云存储的环境,但当数据拥有者需要更新访问策略时,现有的更新方式因受数据的规模和属性集的大小的限制,会使数据拥有者增加相应的计算开销和通信开销。同时,以明文形式存放在云端的访问策略也会造成用户数据的隐私泄露。针对以上2个问题,提出了一种支持动态策略更新的半策略隐藏属性加密方案,使用所提方案进行策略更新时,用户的计算开销减少,大量的计算由云服务器承担。由于使用了半策略隐藏,用户的具体属性值不会泄露给其他任何第三方,有效保护了用户的隐私。此外,所提方案可以支持任何形式的策略更新,在标准模型下证明了方案是自适应选择明文攻击（CPA）安全的。     

基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案

针对云环境下密文策略属性基加密方案中存在的密文检索分类困难与依赖可信第三方等问题,本文提出了一种基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案．利用基于属性的等值测试技术,实现了支持属性级灵活授权的云端数据检索和分类机制,降低了数据用户对重复数据解密的计算开销．结合多授权属性基加密机制和区块链技术,实现了去中心化用户密钥生成．采用多属性授权机构联合分发密钥,有效抵抗用户和属性授权机构的合谋攻击．引入区块链和智能合约技术,消除了现有密文策略属性基密文等值测试方案中等值测试、数据存储与外包解密操作对可信云服务器的依赖．利用外包服务器执行部分解密计算,降低了用户本地的计算开销．将原始数据哈希和验证参数上传至区块链,保障外包服务器解密结果正确性和云端数据完整性．在随机预言模型下,基于判定性qparallel Bilinear Diffie-Hellman Exponent困难问题证明了本文方案在选择密文攻击下的单向性．与同类方案相比较,本文方案支持更多的安全属性,并具有较低的计算开销．     

移动社交网络中基于属性加密的隐私保护方案

为了保护用户在移动社交网络中的个人信息和交友偏好等隐私,该文提出支持外包解密的基于密文策略的属性基加密(CP-ABE)方案。在该方案中,将用户的交友偏好和自我描述分别生成属性列表,通过将交友偏好转换为密文控制策略,自我描述转化为属性密钥来隐藏属性,从而实现隐私保护。该方案提出了先匹配后解密的算法机制:社交平台对用户信息进行匹配验证,当满足相应的匹配条件时,该算法将计算量较大的双线性对运算外包给交友中心,之后用户再对密文解密。通过快速排除不匹配用户,避免了无效解密。外包解密在保护信息的同时,减少了移动设备的计算负担和通信开销。安全性分析表明,该方案是安全有效的,此外性能评估显示所提方案在计算和通信开销方面是高效且实用的。