具有隐私保护的云存储访问控制方案

针对传统的访问控制方案无法在云计算环境下保护用户的属性隐私,提出了具有隐私保护的云存储访问控制方案。采用混合加密体制实现了数据的机密性,即利用对称密钥加密明文数据,再利用公钥密码体制对对称密钥进行加密。在新的访问控制方案中,公钥加密采用了匿名的密文策略下基于属性的加密技术。安全性分析表明,新方案在保护用户属性隐私的同时,达到了选择明文安全性,可抵抗恶意用户及云存储服务器的合谋攻击。     

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。     

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。     

无双线性对的门限条件匿名代理重加密方案

条件代理重加密(CPRE)可以根据条件对密文进行细粒度的授权,现有的CPRE方案只检查原密文的条件,忽略了重加密密钥的条件符合性,也不对条件信息进行保护,容易造成隐私泄露.该文构造了基于门限的无双线性对条件匿名代理重加密方案(TB-CAPRE),对密文和重加密密钥的条件同时进行验证,并将敏感的条件信息进行匿名化处理,利用门限将重加密分布到多个代理节点完成,能够抵御合谋攻击.理论分析证明了该方案在随机预言模型下满足适应性选择密文攻击下的不可区分安全性(IND-CCA).效率和计算量分析表明TB-CAPRE在增加安全性和相关功能后并没有引入过大的开销,可以应用到分布式环境中.     

区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案

针对云存储的集中化带来的数据安全和隐私保护问题,该文提出一种区块链上基于云辅助的密文策略属性基(CP-ABE)数据共享加密方案.该方案采用基于属性加密技术对加密数据文件的对称密钥进行加密,并上传到云服务器,实现了数据安全以及细粒度访问控制;采用可搜索加密技术对关键字进行加密,并将关键字密文上传到区块链(BC)中,由区块链进行关键字搜索保证了关键字密文的安全,有效地解决现有的云存储共享系统所存在的安全问题.该方案能够满足选择明文攻击下的不可区分性、陷门不可区分性和抗串联性.最后,通过性能评估,验证了该方案的有效性.     

多用户环境下无证书认证可搜索加密方案

可搜索加密技术的提出使用户能够将数据加密后存储在云端,而且可以直接对密文数据进行检索。但现有的大部分可搜索加密方案都是单用户对单用户的模式,部分多用户环境下的可搜索加密方案是基于传统公钥密码或基于身份公钥密码系统,因此这类方案存在证书管理和密钥托管问题,且容易遭受内部关键词猜测攻击。该文结合公钥认证加密和代理重加密技术,提出一个高效的多用户环境下无证书认证可搜索加密方案。方案使用代理重加密技术对部分密文进行重加密处理,使得授权用户可以利用关键字生成陷门查询对应密文。在随机预言模型下,证明方案具有抵抗无证书公钥密码环境下两类攻击者的内部关键词猜测攻击的能力,且该方案的计算和通信效率优于同类方案。     

基于密文采样分片的云端数据确定性删除方法

“确定性删除”技术旨在保障云服务器内过期或备份数据的确定性删除,使数据被彻底删除或者是永远不可解密和访问的,以保护用户的数据隐私性。但现有方案仅仅只删除了密钥,云端密文依旧完整,一旦密钥被窃取,会威胁数据隐私性,因此未实现“真正”意义上的确定性删除。针对上述问题,提出了一种基于密文采样分片的方案,来实现云端数据的确定性删除。利用密文采样分片思想,使云端存储不完整的密文,即使在密钥被泄露的情况下,也能保证数据的高机密性。而对采样密文的销毁,也实现了云端数据的即时确定性删除。理论分析以及实验结果表明,所提方法能够满足云存储系统中机密数据的确定性删除要求,并且在性能开销低的同时能提供比现有方案更高的安全性。     

无双线性对的门限条件匿名代理重加密方案

条件代理重加密(CPRE)可以根据条件对密文进行细粒度的授权,现有的CPRE方案只检查原密文的条件,忽略了重加密密钥的条件符合性,也不对条件信息进行保护,容易造成隐私泄露。该文构造了基于门限的无双线性对条件匿名代理重加密方案(TB-CAPRE),对密文和重加密密钥的条件同时进行验证,并将敏感的条件信息进行匿名化处理,利用门限将重加密分布到多个代理节点完成,能够抵御合谋攻击。理论分析证明了该方案在随机预言模型下满足适应性选择密文攻击下的不可区分安全性(IND-CCA)。效率和计算量分析表明TB-CAPRE在增加安全性和相关功能后并没有引入过大的开销,可以应用到分布式环境中。     

基于NTRU的多密钥同态代理重加密方案及其应用

为了提高同态加密算法在多用户云计算场景下的实用性,构造了一个基于NTRU的多密钥同态代理重加密方案。首先利用密文扩张思想提出了一种新的NTRU型多密钥同态密文形式,并基于此设计了相应的同态运算和重线性化过程,从而形成一个支持分布式解密的NTRU型多密钥同态加密方案;然后借助于密钥交换思想设计了重加密密钥和重加密过程,将代理重加密功能集成到该NTRU型多密钥同态加密方案中。所提方案保留了多密钥同态加密和代理重加密的特性,而且在用户端的计算开销较低。将所提方案应用于联邦学习中的隐私保护问题并进行了实验,结果表明,所提方案基本不影响联邦训练的准确率,加解密、同态运算和重加密等过程的计算开销也可接受。     

区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案

针对云存储的集中化带来的数据安全和隐私保护问题,该文提出一种区块链上基于云辅助的密文策略属性基(CP-ABE)数据共享加密方案。该方案采用基于属性加密技术对加密数据文件的对称密钥进行加密,并上传到云服务器,实现了数据安全以及细粒度访问控制;采用可搜索加密技术对关键字进行加密,并将关键字密文上传到区块链(BC)中,由区块链进行关键字搜索保证了关键字密文的安全,有效地解决现有的云存储共享系统所存在的安全问题。该方案能够满足选择明文攻击下的不可区分性、陷门不可区分性和抗串联性。最后,通过性能评估,验证了该方案的有效性。     

Privacy preserving friend discovery cross domain scheme using re-encryption in mobile social networks

In order to guarantee the users’ privacy in the process of making friends in the mobile social networks,a new scheme of proxy re-encryption privacy protection in the cross-domain environment was introduced.The scheme employed the cross-domain multi-authority to sharing secret keys,so as to realize the access and shave of the cross-domain users data.And the secret keys of users’ attributes were re-encrypted,based on the technology of the proxy re-encryption and attribute encryption,to achieve the friends matching under the conditions of extending the access policy.Meanwhile,in purpose of enhancing the privacy of users’ data,the technology which contained the separation of users’ privacy ciphertext and secret keys was adopted.Based on that,problems in the existing system such as user data’s inability to be shared cross-cloud,less matching during the process of making friends and users’ inability to make friends when offline had been addressed.Security and experimental analysis show that this scheme can achieve chosen plaintext attack (CPA) security,ensure the privacy of friend discovery,and that is more effective than existing solutions.     

Privacy-preserving and efficient user matching based on attribute encryption in mobile social networks

With the rapid popularity of social networking platforms, users can be matched when sharing their profiles. However, there is a risk of leakage of sensitive user information during the user matching process, which leads to the lack of user privacy protection. In this paper, we propose a privacy protection scheme based on the encryption of hidden attributes during user matching in mobile social networks, which uses linear secret sharing scheme (LSSS) as the access structure based on ciphertext policy attribute-based encryption (CP-ABE), and the match server can perform friend recommendation by completing bi-directional attribute matching determination without disclosing user attribute information. In addition, the use of selective keywords protects the privacy of requesters and publishers in selecting keywords and selecting plaintext attacks. The scheme reduces the encryption and decryption overhead for users by dividing encryption into a preparation phase and an online phase and shifting most of the decryption overhead from the requester to the match server. The experimental results show that the scheme ensures user privacy while effectively reducing communication overhead.     

基于同态加密的DBSCAN聚类隐私保护方案

为了降低数据外包聚类运算过程中存在的隐私泄露风险,提出了一个基于同态加密的DBSCAN聚类隐私保护方案。为了加密实际场景中的浮点型数据,给出了针对不同数据精度的3种数据预处理方式,并提出了一种基于数据特点且综合考虑数据精度和计算开销等方面的数据预处理方式的选择策略。由于同态加密不支持密文比较运算,设计了一个用户端与云服务器之间的协议实现密文比较功能。理论分析和实验结果表明,所提方案能够保证数据隐私安全,并且具有较高的聚类准确率和较低的时间开销。     

基于雾计算的智能电表用户虚拟环隐私保护方案

作为智能电网的基础组件,智能电表(SMS)可以定期向电力公司报告用户的详细用电量数据。但是智能电表也带来了一些安全问题,比如用户隐私泄露。该文提出了一种基于虚拟环的隐私保护方案,可以提供用电数据和用户身份的隐私,使攻击者无法知道匹配电力数据与用户身份的关系。在所提方案中,智能电表可以利用其虚拟环成员身份对其真实身份进行匿名化,并利用非对称加密和Paillier同态系统对其获得的用电量数据生成密文数据;然后智能电表将密文数据发送给其连接的雾节点,雾节点定期采集其管理的智能电表的密文数据。同时,雾节点对这些智能电表的虚拟环身份进行验证,然后将收集到的密文数据聚合并发送给控制中心;最后控制中心对聚合后的密文进行解密,得到用电量数据。实验结果表明所提方案在计算和通信成本上具有一定的优势。     

Privacy-preserving cloud-fog–based traceable road condition monitoring in VANET

With the development of intelligent vehicles, the research on road condition monitoring has attracted much attention in the vehicular ad hoc network (VANET). The combination of VANET, cloud computing, and fog computing provides on-demand computational resources while creating a lot of new challenges. In this paper, we propose an efficient privacy-preserving cloud-fog–based traceable road surface condition monitoring scheme. We use certificateless aggregate signcryption technology to implement multiple messages aggregation verification, which greatly saves computing resources and bandwidth. Moreover, we also use a traceable vehicle pseudo identity generated by a trace authority (TRA) to achieve identity privacy protection. To ensure the privacy of the fog and cloud server, the road condition information is reported in ciphertext format. In addition, the cloud server can perform ciphertext equivalence test operation to distinguish different road condition information of the same area without compromising the confidentiality. The ciphertext, which exceeds the set threshold, is uploaded to the blockchain. It can be stored permanently and never be tampered with or deleted. Finally, we demonstrate the correctness of the proposed scheme and show that the proposed scheme has higher efficiency.     

基于身份的具有否认认证的关键字可搜索加密方案

云存储技术的发展实现了资源共享,为用户节省了数据管理开销。可搜索加密技术,既保护用户隐私又支持密文检索,方便了用户查找云端密文数据。现有的公钥关键字可搜索加密方案虽然支持身份认证,但未实现否认的属性。为了更好地保护发送者的身份隐私,该文将否认认证与公钥关键字可搜索加密技术相结合,提出一种基于身份的具有否认认证的关键字可搜索加密方案(IDAPKSE)。在该方案中,发送者上传密文后,能够对自己上传密文这一通信行为进行否认,与此同时,接收者可以确认密文数据的来源,但是,即使与第三方合作,接收者也不能向第三方证明其所掌握的事实。在随机预言模型下,基于双线性Diffie-Hellman(BDH)和决策双线性Diffie-Hellman(DBDH)数学困难问题,证明了该文方案满足不可伪造性、密文和陷门的不可区分性。     

云计算环境下密文搜索算法的研究

为确保数据私密性,用户选择将数据加密后再上传到云端,但云无法为密文数据提供管理和搜索等服务。密文搜索技术可以把保护用户数据私密性和有效利用云服务结合起来。在分析云环境下密文搜索算法的基础上,提出基于云环境的密文搜索体系结构,研究其中的关键技术,指出云环境应用密文搜索技术存在的问题和改进的方向。     

Location privacy preserving scheme against attack from friends in SNS

In order to enrich the performance of the user's location information and to meet the diverse needs of users,a location privacy protection scheme based on attribute encryption was designed,which provided precise,more accurate,fuzzy and private four modes to manage the location information.The scheme was based on the algorithm of WT-CP-ABE.The location information was divided into three parts according to a close friend of grade,then the key infor-mation and position information was encrypted with attribute-based encryption and symmetric encryption method respec-tively and the ciphertext was published to the social network.The security of the scheme is analyzed,which shows that the scheme has the advantage of user attribute information confidentiality,data confidentiality and can resist the collusion attack.     

基于区块链的多关键词模糊搜索加密方案

针对1对多数据密文共享中多关键词模糊匹配和用户公平性问题,该文提出一种基于区块链的多关键词模糊搜索加密方案。该文提出一种R-HashMap索引结构,通过使用对偶编码函数和位置敏感哈希函数来构建安全索引,并采用K最近邻算法来加密索引,通过计算欧式距离度量查询关键词向量与索引节点之间的相似性,实现多关键词模糊密文搜索。该文除了消除预定义词典和降低存储开销外,还在不增加搜索复杂度的前提下实现对安全索引的更新。此外,将以太坊区块链技术与可搜索加密方案相结合避免了恶意服务器对数据的篡改,使用智能合约作为可信第三方进行检索工作,不仅可以防止云服务器内部的关键词猜测攻击,还可以解决检索结果不正确的问题。通过安全性证明分析,该文不但满足自适应选择关键词语义安全性,还可以保护用户隐私和数据安全。将该文与其他方案进行实验对比,证明该文在保证精确度的前提下,时间开销上具有更好的效率优势。