可公开定责的密文策略属性基加密方案

属性基加密利用属性集和访问结构之间的匹配关系实现用户解密权限的控制,从功能上高效灵活地解决了“一对多”的密数据共享问题,在云计算、物联网、大数据等细粒度访问控制和隐私保护领域有光明的应用前景。然而,在属性基加密系统中(以密文策略属性基加密为例),一个属性集合会同时被多个用户拥有,即一个解密私钥会对应多个用户,因此用户敢于共享其解密私钥以非法获利。此外,半可信的中心存在为未授权用户非法颁发私钥的可能。针对属性基加密系统中存在的两类私钥滥用问题,通过用户和中心分别对私钥进行签名的方式,提出一个密文策略属性基加密方案。该方案支持追踪性和公开定责性,任何第三方可以对泄露私钥的原始持有者的身份进行追踪,审计中心可以利用公开参数验证私钥是用户泄露的还是半可信中心非法颁发的。最后,可以证明方案的安全性基于其依赖的加密方案、签名方案。     

基于雾节点的分布式属性基加密方案

为解决云存储中对用户访问数据权限划分笼统、细粒度化控制访问权限受限以及单授权机构中存在的单点失效问题,提出基于雾节点的分布式密文策略属性基加密方案。将数据的部分解密运算外包给雾节点,减少终端用户的计算开销,并由不同的属性授权机构为用户生成属性密钥,以适用于细粒度的访问控制要求,使用全局身份将属于特定用户的各种属性进行“捆绑”,防止各属性机构间的共谋攻击,同时引入权重属性简化访问结构,节省系统的存储空间。实验结果表明,基于判定性q-parallel BDHE问题证明了该方案的安全性,与基于区块链的多授权机构访问控制方案和mHealth中可追踪多授权机构基于属性的访问控制方案相比,该方案终端用户在解密阶段具有更小的计算开销。     

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。     

基于区块链的能源数据访问控制方法

针对能源互联网跨企业、跨部门的数据共享过程中存在的能源数据易篡改、泄密、数据所有权争议的问题,结合区块链可追溯、难以篡改等特点,提出一种基于区块链多链架构的能源数据访问控制方法,在保护用户隐私的同时实现了能源数据跨企业、跨部门的访问控制。该方法中采用监管链与多数据链相结合的方式保护了数据的隐私,提高了可扩展性;使用链上存储数据摘要、链下存储原始数据的方式缓解了区块链的存储压力;通过支持外包的多授权属性加密技术实现了对能源数据的细粒度访问控制。实验仿真结果表明,所提方法的区块链网络具有可用性而且该方法中支持外包的多授权属性加密技术在功能性及计算花销方面具有优势,因此所提方法可以在保护用户隐私的同时实现能源数据的细粒度访问控制。     

支持连接关键词搜索的属性加密方案研究

基于属性的加密机制能够实现细粒度的访问控制,支持多用户数据共享。针对大部分基于属性的可搜索加密方案存在效率低下、密钥易泄露以及仅支持单关键词搜索的问题,提出了一个支持连接关键词搜索的属性加密方案。该方案采用线性秘密共享矩阵实现访问控制,将秘密共享和恢复操作在一个与参与方属性关联的矩阵中进行,通过矩阵运算减少了计算量。在陷门生成阶段,避免直接将用户密钥提交给云服务器,保证了用户密钥的安全性。基于多项式方程实现了连接关键词搜索,缩小了搜索范围,提升了用户的搜索体验,严格的安全性分析证明方案能够达到抵抗关键字攻击安全。     

Secure and efficient data collaboration with hierarchical attribute-based encryption in cloud computing

With the increasing trend of outsourcing data to the cloud for efficient data storage, secure data collaboration service including data read and write in cloud computing is urgently required. However, it introduces many new challenges toward data security. The key issue is how to afford secure write operation on ciphertext collaboratively, and the other issues include difficulty in key management and heavy computation overhead on user since cooperative users may read and write data using any device. In this paper, we propose a secure and efficient data collaboration scheme, in which fine-grained access control of ciphertext and secure data writing operation can be afforded based on attribute-based encryption (ABE) and attribute-based signature (ABS) respectively. In order to relieve the attribute authority from heavy key management burden, our scheme employs a full delegation mechanism based on hierarchical attribute-based encryption (HABE). Further, we also propose a partial decryption and signing construction by delegating most of the computation overhead on user to cloud service provider. The security and performance analysis show that our scheme is secure and efficient.     

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。     

卫星网络中支持策略隐藏的多授权访问控制方案

卫星网络具有信道开放、节点暴露、星上处理能力受限等独有特征，但现有的基于密文策略的属性加密（CP-ABE）的访问控制不支持策略完全隐藏且属性授权方式不适用于卫星网络，为此，提出支持策略隐藏的多授权访问控制方案。该方案采用更灵活的线性秘密共享（LSSS）矩阵访问结构，不仅能有效保证数据机密性，而且能通过混淆访问结构实现策略完全隐藏；采用多授权机构实现细粒度的属性管控，能消除中心授权机构的性能瓶颈；各属性授权机构独立工作且密钥生成分权，能有效抵抗合谋攻击。安全性及性能分析表明，所提方案满足数据机密性、抗合谋攻击和完全策略隐藏的安全需求，比对比方案更适合卫星网络。     

基于区块链的电网可信分布式身份认证系统

基于区块链的身份认证系统大多基于公有区块链平台,本质上仍是传统的中心式身份管理和验证方式,难以满足微电网中可信接入、细粒度访问控制等需求。因此,基于 FISCO BCOS 联盟区块链技术,设计了一个支持多中心的分布式身份认证系统,提出了基于 DID 的身份管理协议,实现了用户身份的自主控制;研究了微网中终端节点的分布式可信接入技术,设计了基于零知识证明的隐私保护凭证,为用户和上层应用构建一个公开透明可信的底层身份架构,满足了不同的隐私安全场景下用户身份的可信可验证的需求,实现了实体身份的自主控制、细粒度访问控制和可信数据交换。通过系统实验和性能分析证明了所设计系统的可用性和有效性。     

支持细粒度属性直接撤销的CP-ABE方案

为了解决用户属性变化带来的权限访问控制问题,支持属性撤销的基于属性加密方案被提出.然而,现有的属性撤销机制大多存在撤销代价大、撤销粒度粗等问题,且已有的方案均存在安全隐患,即属性授权中心可以伪装成任意用户解密密文.为弥补上述不足,提出一种支持细粒度属性直接撤销的密文策略的基于属性加密方案（CP-ABE）,并给出该方案的形式化定义与安全模型.所提方案中,用于生成用户密钥的秘密参数由系统中心和属性授权机构分别产生,可避免属性授权中心解密密文的安全隐患.同时,通过引入多属性授权中心进一步降低了安全风险.在属性撤销方面,通过设计高效的重加密算法并引入属性撤销列表,实现细粒度的属性直接撤销.安全证明和性能分析表明：所提方案在适应性选择密文攻击下具有不可区分性并能抵抗不可信授权中心的破译攻击,较同类方案具有更高的计算效率以及更细的属性撤销粒度.     

A lightweight conditional privacy-preserving authentication and access control scheme for pervasive computing environments

In pervasive computing environments, the users can get access to the services from the service providers in a highly desirable way. But the security of the user's authentication is a challenging field. Pervasive computing environments must provide the service to only legitimate users. On the other hand, some users attempt to keep their anonymity without revealing their identities while using some privacy-related services such as location information, printing, buying shares, etc. In this paper, we propose a conditional privacy-preserving authentication and access control scheme for pervasive computing environments, called CPriauac. Compared with the previous schemes in the literature, registration servers and authentication servers in the proposed scheme need not maintain any sensitive verification tables. The management of public keys is easier. Furthermore, the anonymity of the user can be removed efficiently once the dispute happens. The proposed scheme provides user anonymity against outside and inside parties, mutual authentication, accountability and differentiated access control.     

An efficient PHR service system supporting fuzzy keyword search and fine-grained access control

Outsourcing of personal health record (PHR) has attracted considerable interest recently. It can not only bring much convenience to patients, it also allows efficient sharing of medical information among researchers. As the medical data in PHR is sensitive, it has to be encrypted before outsourcing. To achieve fine-grained access control over the encrypted PHR data becomes a challenging problem. In this paper, we provide an affirmative solution to this problem. We propose a novel PHR service system which supports efficient searching and fine-grained access control for PHR data in a hybrid cloud environment, where a private cloud is used to assist the user to interact with the public cloud for processing PHR data. In our proposed solution, we make use of attribute-based encryption (ABE) technique to obtain fine-grained access control for PHR data. In order to protect the privacy of PHR owners, our ABE is anonymous. That is, it can hide the access policy information in ciphertexts. Meanwhile, our solution can also allow efficient fuzzy search over PHR data, which can greatly improve the system usability. We also provide security analysis to show that the proposed solution is secure and privacy-preserving. The experimental results demonstrate the efficiency of the proposed scheme.     

基于比特币区块链的公共无线局域网接入控制隐私保护研究

在公共无线局域网的访问控制中,用户隐私保护和用户可问责性是一对相互冲突的目标。针对该问题,提出了一种基于比特币区块链和Intel SGX的匿名且可问责用户管理与访问控制方案。在不修改已有的比特币协议的前提下,实现了对公共无线局域网访问凭证的安全管理,而无须依赖可信第三方;采用基于Intel SGX的混合技术,通过较小的开销提供了用户可控的访问凭证匿名性保护;设计的区块链验证路径规则在保持用户隐私的同时实现了对恶意用户的问责。理论分析和实验结果验证了该方案的安全性和可行性。     

结合协商机制的Web服务属性访问控制模型

针对实现有效Web服务访问控制的问题,提出一种结合协商机制的Web服务属性访问控制模型。该模型基于安全断言标记语言和可扩展访问控制标识语言,利用主体属性和上下文属性的组合限制条件,提供细粒度的访问控制。通过加入协商机制,服务请求者可以与服务提供者相互沟通,在访问请求中动态地调整参数信息以获得访问授权。     

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。     

面向Web服务的基于属性的访问控制研究

Web服务是一种新的面向服务的计算模式，由于其异构性、多域性和高度动态性，它提出了独特的安全挑战。一个关键的安全挑战就是要设计有效的访问控制机制。但目前存在的访问控制机制大多是基于身份的，存在严重的管理规模和控制粒度问题。本文提出利用基于属性的访问控制（Attribute-Based Access Control，ABAC）机制来处理Web服务的访问控制问题。ABAC采用相关实体的属性进行授权决策，能解决管理规模问题，并提供细粒度的控制。另外，文中对ABAC进行了建模，讨论了其应用，最后还给出了一种实施框架。     

边缘计算中基于区块链的轻量级密文访问控制方案

密文策略属性基加密(ciphertext-policy attribute-based encryption, CP-ABE)技术可以在保证数据隐私性的同时提供细粒度访问控制.针对现有的基于CP-ABE的访问控制方案不能有效解决边缘计算环境中的关键数据安全问题,提出一种边缘计算环境中基于区块链的轻量级密文访问控制方案(blockchain-based lightweight access control scheme over ciphertext in edge computing, BLAC).在BLAC中,设计了一种基于椭圆曲线密码的轻量级CP-ABE算法,使用快速的椭圆曲线标量乘法实现算法加解密功能,并将大部分加解密操作安全地转移,使得计算能力受限的用户设备在边缘服务器的协助下能够高效地完成密文数据的细粒度访问控制;同时,设计了一种基于区块链的分布式密钥管理方法,通过区块链使得多个边缘服务器能够协同地为用户分发私钥.安全性分析和性能评估表明BLAC能够保障数据机密性,抵抗共谋攻击,支持前向安全性,具有较高的用户端计算效率,以及较低的服务器端解密开销和存储开销.     

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策略隐藏。结合区块链技术避免了恶意云服务器对索引的篡改,使用智能合约保障了用户和数据拥有者之间的公平支付。此外,文章方案还实现了多关键字检索,且无需第三方验证实体就可以保证用户得到正确的检索结果。安全性分析表明文中方案能够保证关键字和访问策略的不可区分性,并通过性能评估验证了该方案在保证效率的同时具有更优的功能。     

P2P中基于信任和属性的访问控制

P2P具有无集中控制节点、节点对等自治和网络动态的特点,这些特点为实施访问控制带来很大的挑战,传统的访问控制技术不能很好地适应对等网环境。首先对现有的对等网环境中的访问控制技术进行研究,然后在基于信任模型的角色访问控制的基础上,针对无法区分通过信任模型计算出相同结果的用户的问题,提出了基于信任和属性的访问控制。基于信任和属性的访问控制引入资源属性和用户属性来分别描述资源和用户,依据用户属性、信任模型计算出的数值、环境属性和授权策略来建立用户角色指派关系,依据资源属性和授权策略来建立角色权限指派关系,从而解决基于信任模型的角色访问控制存在的问题。     

Flexible CP-ABE Based Access Control on Encrypted Data for Mobile Users in Hybrid Cloud System

In hybrid cloud computing, encrypted data access control can provide a fine-grained access method for organizations to enact policies closer to organizational policies. This paper presents an improved CP-ABE (ciphertext-policy attribute-based encryption) scheme to construct an encrypted data access control solution that is suitable for mobile users in hybrid cloud system. In our improvement, we split the original decryption keys into a control key, a secret key and a set of transformation keys. The private cloud managed by the organization administrator takes charge of updating the transformation keys using the control key. It helps to handle the situation of flexible access management and attribute alteration. Meanwhile, the mobile user’s single secret key remains unchanged as well as the ciphertext even if the data user’s attribute has been revoked. In addition, we modify the access control list through adding the attributes with corresponding control key and transformation keys so as to manage user privileges depending upon the system version. Finally, the analysis shows that our scheme is secure, flexible and efficient to be applied in mobile hybrid cloud computing.