高效完全可验证外包解密属性基加密方案

属性基加密虽然能够很好地保护用户的数据安全,但是用户解密的计算代价随着访问结构的复杂性而线性增加。外包解密技术的提出使得用户只需要很少的开销就能够解密得到明文。然而,外包解密技术是将大量的解密操作交由云服务器来处理,而云服务器通常被认为是半可信的。因此,对云服务器部分解密得到的转换密文进行正确性验证是很有必要的。本文提出一种高效的完全可验证外包解密属性基加密方案,使得授权用户以及非授权用户都能够实现转换密文正确性的验证。      

高效且可验证的多授权机构属性基加密方案

移动云计算对于移动应用程序来说是一种革命性的计算模式,其原理是把数据存储及计算能力从移动终端设备转移到资源丰富及计算能力强的云服务器.但是这种转移也引起了一些安全问题,例如,数据的安全存储、细粒度访问控制及用户的匿名性.虽然已有的多授权机构属性基加密云存储数据的访问控制方案,可以实现云存储数据的保密性及细粒度访问控制;但其在加密和解密阶段要花费很大的计算开销,不适合直接应用于电力资源有限的移动设备;另外,虽然可以通过外包解密的方式,减少解密计算的开销,但其通常是把解密外包给不完全可信的第三方,其并不能完全保证解密的正确性.针对以上挑战,本文提出了一种高效的可验证的多授权机构属性基加密方案,该方案不仅可以降低加密解密的计算开销,同时可以验证外包解密的正确性并且保护用户隐私.最后,安全分析和仿真实验表明了方案的安全性和高效性.     

固定密文长度的可验证属性基外包解密方案

传统密钥策略属性基加解密方案存在密文长度随着属性增加而线性增加,在通信过程中消耗用户大量的通信带宽的缺点。提出了属性加密的改进方案,基于密钥策略属性加密,提出具有固定密文长度的可验证外包解密方案,在非单调访问结构实现密文长度固定,有效节省通信带宽,通过对外包密钥生成算法的改进,实现一次模指数运算,有效缩短外包密钥生成时间。通过运用哈希函数,实现外包解密的验证性,并对其安全性进行了证明。     

多跳多策略属性基全同态加密方案

为解决单策略属性基全同态加密方案无法对不同策略函数对应的属性向量下的密文进行同态运算和访问控制，并且新的参与方密文无法动态地加入同态运算的问题，提出了一个基于误差学习（LWE）问题的高效的多跳多策略属性基全同态加密方案。首先，对单策略属性基全同态加密方案适当变形；其次，将方案对应到多用户场景；最后，利用多跳多密钥全同态转化机制来实现新的参与方密文加入后的同态运算。结果表明，该方案在功能上兼具属性基加密和多跳多密钥全同态加密的优势，并被证明为选择属性下的选择明文攻击不可区分性（IND-CPA）安全。与利用目标策略函数集合构造的多策略属性基全同态加密方案相比，该方案在不改变单个参与方私钥尺寸的情况下，密文/明文比明显降低，效率更高。     

面向移动终端的密文可验证属性基可搜索加密方案

轻量级设备的数据大多都存储在云服务器上。由于云服务不完全可信,且传统的单关键词可搜索加密会产生许多与检索内容无关的信息,因此提出一个面向移动终端的密文可验证属性基可搜索加密方案。该方案结合CP-ABE技术控制访问细粒度,引入可信第三方进行数据完整性验证,同时帮助用户进行部分解密工作。该方案在困难问题假设下被证明是选择性不可区分的密文策略和选择明文攻击IND-sCP-CPA及不可区分的选择关键词攻击IND-CKA。理论分析和数值模拟实验表明,该方案具有更高的效率。     

一种属性基加密方案的外包解密方法

Sahai和Waters提出的属性基加密(Attribute-Based Encryption,ABE)能够实现一对多加密,因而具有广泛的应用价值。随着云计算技术的不断发展,云计算也与属性基加密有了紧密的联系。将快速高效的外包技术应用在属性基解密算法中。在云计算中,云服务器存储了客户的密文。当客户对远程数据进行解密时,解密者将转换密钥上传给云服务器。云服务器利用转换密钥将密文转换成一个中间密文并发送给客户,客户解密中间密文并获得明文的计算量很小,从而减轻了解密者的负担。安全性分析和效率分析证明所提出的方法是安全的和高效的。     

一种支持属性撤销的密文策略属性基加密方案

针对传统属性基加密方案中单授权中心计算开销大以及安全性较差等问题,通过引入多个授权中心以及安全两方计算协议等技术,提出一种支持细粒度属性级撤销和用户级撤销的密文策略属性基加密方案.引入多个属性授权中心以颁发并更新属性版本秘钥,同时秘钥生成中心与云存储服务器之间进行安全两方计算等操作,生成并更新用户密钥,从而进行细粒度属...     

支持隐私保护的多机构属性基加密方案

针对云环境中用户敏感信息的保护,提出一种支持隐私保护的多机构属性基加密(attribute based encryption, ABE)方案.该方案采用半策略隐藏方式,将属性分为属性名和属性值2部分,通过对用户的属性值进行隐藏,实现对用户的隐私保护,避免用户的具体属性值泄露给其他任何第三方.另外,加密时仅对与访问策略相关的属性名进行加密,而不是对系统所有属性进行加密,改变了已有的隐私保护属性基加密方式,大大减短了密文长度.方案的安全性依赖于DBDH假设,并且在标准模型下满足自适应选择明文攻击安全.同时,通过与其他方案的对比,方案计算代价和存储代价都有明显优势,尤其是密文长度仅与访问策略设置的属性相关,更加适用于实际应用中用户属性规模远远小于系统属性规模的情况.     

一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案

在可搜索加密应用于实际场景的过程中,大部分方案仅验证搜索结果而不是数据库,只能确保返回所有匹配的文件标识符,而不能对文档的完整性进行检查.本文提出了一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案(attribute-based searchable encryption with verifiable database, VDB-ABSE),兼具属性管理和可验证性.该方案构建了一个可验证数据库VDB,能够为用户提供搜索结果的证明.当数据使用者在使用关键词查询文件时,云存储平台先进行关键词的搜索,再通过二维线性表进行属性识别,匹配该属性权限下可以访问的数据集.云平台在搜索完成后将相应的文件和证明一起反馈给数据使用者,数据使用者可以对搜索结果进行验证,保证基于属性的可搜索加密方案的可验证性.通过实验分析和与现有方案进行对比, VDB-ABSE方案更具有优势.     

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。     

素数阶群上属性可重复的多授权机构基于属性的加密方案

针对目前多授权机构基于属性的加密方案(MA-ABE)限制每个属性在访问结构中只能出现一次,而属性重复编码必将导致系统效率降低的问题,提出了一种素数阶群上属性可重复的多授权机构密文策略(MA-CP-ABE)方案。首先基于对偶配对空间和线性秘密共享等技术,在素数阶群上构建了一个MA-CP-ABE方案;然后通过引入q-Parallel BDHE假设,解决了经典对偶系统加密证明过程依赖一个统计意义假设,而该假设只有在访问结构中属性不重复出现才能成立的问题,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;最后通过性能分析说明,与另两种素数阶群上构建的自适应安全MA-CP-ABE方案相比,在不考虑属性重复的情况下,该方案解密速度随着参与属性数量的增加分别提高了20%~40%和0%~50%,在真实应用环境中的性能优势更大。     

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。     

基于动态属性的加密方案

基于属性的加密方案能很好地实现加密文档的访问控制。但目前所提出的加密方案中,用户属性都是静态的,在实际应用中存在一定问题。基于条件加密的思想,设计了一个具有动态属性的加密方案,该方案能在用户满足某属性后,由认证方给用户提供数字签名,并让用户自行计算其属性密钥。最后,对方案安全性进行了讨论。     

可应用于分布式系统的多授权中心基于属性的签名

在多授权中心基于属性的加密方案的基础上, 提出了可应用于分布式系统的多授权中心基于属性的签名方案。与传统的单授权中心方案相比, 本方案允许多个授权中心相互独立地管理属性且分配对应的属性私钥, 用户中心只管理用户而不需要监督各用户属性的授权, 即由各属性授权中心负责验证用户是否合法授予指定的属性, 每一个属性只能被一个属性授权中心管理。本方案具有高效的签名流程, 在签名的整个流程中只需要很少量的配对, 而且具有良好的灵活性, 在实际应用中具有较大的实用价值。     

基于属性加密的多用户共享ORAM方案

不经意随机访问机（ORAM）是保护用户访问行为隐私安全的关键技术之一,但现有ORAM方案主要针对单用户访问需求,不支持多用户之间的数据共享。结合Ring ORAM方案和属性加密（ABE）技术,设计并实现了一种基于属性加密的多用户共享ORAM方案ABE-M-ORAM。该方案利用属性加密实现了细粒度的访问控制,既保护了用户访问行为的安全,又实现了用户之间便捷的数据共享。理论分析和仿真实验证明该方案具有较高的安全性、实用性以及较好的访问性能。     

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。     

Secure threshold multi authority attribute based encryption without a central authority

An attribute based encryption scheme (ABE) is a cryptographic primitive in which every user is identified by a set of attributes, and some function of these attributes is used to determine the ability to decrypt each ciphertext. Chase proposed the first multi authority ABE scheme which requires a fully trusted central authority who has the ability to decrypt each ciphertext in the system. This central authority would endanger the whole system if it is corrupted. This paper provides a threshold multi authority fuzzy identity based encryption (MA-FIBE) scheme without a central authority for the first time. An encrypter can encrypt a message such that a user could only decrypt if he has at least d_k of the given attributes about the message for at least honest authorities of all the n attribute authorities in the proposed scheme. This paper considers a stronger adversary model in the sense that the corrupted authorities are allowed to distribute incorrect secret keys to the users. The security proof is based on the secrecy of the underlying distributed key generation protocol and joint zero secret sharing protocol and the standard decisional bilinear Diffie-Hellman assumption. The proposed MA-FIBE could be extended to the threshold multi authority attribute based encryption (MA-ABE) scheme, and both key policy based and ciphertext policy based MA-ABE schemes without a central authority are presented in this paper. Moreover, several other extensions, such as a proactive large universe MA-ABE scheme, are also provided in this paper.     

免密钥托管的基于身份的分层加密机制研究

为解决基于身份加密的密钥托管问题,提出了一种针对密钥生成中心的密文不可区分性ACI-KGC的安全性的改进方案。该方案首先描述了如何改进架构,以达到ACI-KGC安全性。引入第三方信任机构ICA,通过匿名密钥生成协议联合生成用户私钥,在这一过程中,可以确保私钥生成器无法获知用户身份信息,从而无法伪造用户私钥。然后将改进的机制应用到现有的基于身份的分层加密方案中,并且分析证明,在保持性能的前提下达到了更好的安全性。     

云环境下支持多授权机构的医疗数据安全共享方案

在当前的云环境下,医疗数据存储的研究中存在着隐私信息外泄,机构之间数据共享效率较低等问题。因此,针对云环境下电子医疗数据的安全共享需求,提出了一种支持多属性机构的基于属性的密文策略加密方案,实现了加密医疗数据的细粒度访问控制。通过在加密阶段引入离线计算和在解密阶段引入外包计算,所提方案显著降低了加解密延时,提高了医疗数据访问控制的效率。安全性分析和性能分析表明所提方案满足可重放适应性选择密文攻击安全性,且在性能上优于已有的方案,提高了云环境下医疗数据共享的安全性和效率。