多授权机构下可撤销叛徒的属性基加密方案

针对单授权机构下属性基加密方案中的密钥滥用问题,以及加密机制本身存在的效率和安全问题,研究一种在多授权机构下可对非法用户（或叛徒）进行撤销的属性基加密方案。在单授权机构下属性基加密方案的基础上,利用双线性映射和线性秘密共享方案等来实现多个授权机构相互协作而不需要中央机构控制,并结合完全子树架构将用户映射到二叉树上来提高撤销叛徒的效率,将单授权方案转化成多授权机构下的可撤销叛徒的属性基加密方案MA-TRABE,还分析了该方案的抗串谋攻击安全性和多授权机构下的安全性。根据电子商务安全支付的需要,设计了MA-TRABE的实际应用。     

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。     

基于加密短信验证码的移动安全支付解决方案

针对移动支付过程中支付验证码容易泄露的问题,提出了基于加密短信息验证码的双因素移动支付系统方案。该方案基于公开密钥系统,使用公钥基础设施/认证机构（PKI/CA）的认证方法进行服务器与客户端的在线安全认证,并且利用客户在服务器上注册的用户名、密码和加密的交易验证短信来确保即使验证码密文泄漏,攻击者也无法获取验证码,从而杜绝了验证码泄漏造成的失窃风险。仿真结果表明,加密验证码方案在使用短信接口发送给用户时,系统的反应时间与未加密验证码方案的反应时间差别并不明显,而且增长趋势保持一致,均随着用户访问量的增加呈线性增长,能够兼顾系统的安全性和有效性。     

高效撤销的密文策略属性基加密方案

摘要：作为新型的密码学原语,属性基加密方案通过一系列属性来定义一个用户,并且实现了细粒度访问控制。然而,复杂、耗时的撤销操作成为限制属性基加密方案应用的瓶颈问题。为了解决属性基加密方案中的撤销问题,本文提出一种高效属性撤销的密文策略属性基加密方案。该方案通过固定长度的撤销列表记录撤销用户,撤销过程不必更新系统密钥及相关用户的密钥,大大降低了撤销所引起的计算开销。     

基于属性加密的可撤销机制研究综述

属性基加密是实现群组通信系统中数据文件细粒度访问控制的重要密码学技术。群组通信系统存在用户加入、退出、属性变更等情况，因此实现用户或属性级撤销的属性基加密是必须要解决的问题。文章在对可撤销的属性基加密方案的分类情况和构造进行研究的基础上，阐述了可撤销属性基加密方案的研究方向和进展，分别从直接撤销、间接撤销和混合撤销3种撤销机制对已有的可撤销属性基加密方案进行深入分析和综合对比，同时指出了可撤销属性基加密机制存在的不足及未来的研究方向。     

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。     

一个安全可追踪的策略隐藏属性基加密方案

传统的属性基加密方案中存在着访问策略所包含的属性会泄露用户的敏感信息、恶意用户泄露私钥获取非法利益而不会被追责的问题,同时私钥长度、密文长度和解密运算量均会随属性数量增加而带来较大的通信开销和计算开销。对现有多种隐藏策略的属性基加密方案和可追踪的属性基加密方案分别进行深入研究,采用多属性值的方法,并引入一个安全的签名机制,提出了一个用户私钥长度、密文长度和解密运算量均固定的支持可追踪和隐藏策略的密文属性基加密方案,即STH-CP-ABE方案。并基于DBDH(Decisional Bilinear Diffie-Hellman)假设,在标准模型下证明了方案的安全性。     

基于动态信用等级的密文访问控制方案

针对属性基加密机制（ABE）在移动互联网环境中计算开销较大且不够灵活的问题,提出了一种基于动态信用等级的密文策略属性基加密（CP-ABE）方案。首先,该方案引入"信用等级"属性用来标识用户的"信用"并以此划分用户等级,高"信用等级"用户仅需常数级的计算开销即可解密;同时,中央授权中心（CA）在设定的时间阈值评估用户的访问行为并动态更新用户的"信用等级",更新算法避免私钥的完全重新生成。理论分析和实验结果表明,随着高"信用等级"用户占比升高,所提方案系统总时间开销不断减少,最终达到稳定并优于传统方案。该方案在保证安全性的前提下,总体上提高了移动互联网环境中访问控制的效率。     

一种基于格的属性多重加密方案

为提高属性加密系统的运行效率和加解密的安全性,提出采用格理论代替双线性对来减少加解密过程的运算量。根据格上的密文策略属性加密方案和属性动态多重加密方案,给出一种属性多重加密方案。该方案能同时加密多条消息,提高系统运行效率并且抵抗量子密码的攻击。对方案的正确性进行严格推导证明,并利用可证明安全将方案的安全性规约到学习错误困难问题中。分析结果表明,该方案是正确并且可行的。     

一种高效细粒度云存储访问控制方案

分析Hur等提出的数据外包系统中属性基访问控制方案,指出其存在前向保密性安全漏洞、更新属性群密钥效率低和系统存储量大等缺陷,并基于Hur等方案,提出一种新的高效细粒度云存储访问控制方案.新方案由完全可信机构而非云服务器生成属性群密钥,解决前向保密性问题.采用中国剩余定理实现用户属性撤销,将KEK树上覆盖属性群用户最小子树的求解转变为中国剩余定理同余方程组的求解,提高群密钥更新效率.采用密文策略的属性基加密方法加密用于加密明文的对称密钥而非明文本身,将访问控制策略变更的重加密过程转移到云端,实现属性级和用户级的权限撤销.分析表明,新方案具有更强的安全性,更高的群密钥更新效率和更小的存储量与计算量.     

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。     

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。     

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.     

基于密文策略属性加密的云存储访问控制方案

针对现有方案存在的访问策略公开、密文存储开销较大的问题,提出一种支持策略隐藏且固定长度密文的云存储访问控制方案,并在安全模型下证明方案可抵抗选择明文攻击。方案中用户私钥由多个授权机构共同生成,中央授权机构不参与生成任何主密钥与属性私钥;访问结构隐藏在密文之中,恶意用户无法通过访问结构获取敏感信息。此外,方案实现了固定密文长度,并且加密时的指数运算和解密时的双线性对运算次数均是固定值。最后,理论分析和实验结果表明该方案在密文长度和加解密时间上都明显优于对比方案。     

基于多属性机构的密文策略加密机制

密文策略属性基加密机制大多采用单授权机构,单授权中心管理和分发所有用户的属性密钥,易造成系统瓶颈,且系统要求单授权中心完全可信,因此难以满足分布式应用的安全需求。为此,提出一种多属性机构的密文策略属性基加密方案,其中授权机构只能为其权限内的属性分发相应密钥,相互间不能通信。采用一个中央机构为用户生成随机公钥,通过植入随机化参数抵抗合谋攻击。理论分析结果表明,该方案保留了CP-ABE机制中访问控制的易表达性,且降低了单授权中心的负担和安全风险。     

标准模型下可证明安全的入侵容忍公钥加密方案

在传统的公钥加密方案中,一旦解密密钥泄漏,系统的安全性将完全丧失.特别是随着越来越多的加密系统被应用到移动的、安全性低的设备中,密钥泄漏显得难以避免.入侵容忍公钥加密的提出就是为了减小密钥泄漏对加密系统的危害,具有比前向安全加密、密钥隔离加密更强的安全性.在这种体制下,整个生命周期被分割成离散的时间阶段,公钥固定不变,密钥信息分享在解密者和基地中,前者独立完成解密操作,而后者则在每个时间周期中提供一个更新信息来帮助演化解密密钥.此外,每个时间段内有多次密钥刷新的操作,可以刷新解密者的密钥和基密钥.当解密者和基地被入侵时,只要不是同时被入侵,安全性就可以得到保证.即使入侵者同时入侵解密者和基地,也不会影响以前时间段密文的安全性.提出了一个入侵容忍公钥加密方案,所有费用参数关于总共时间段数的复杂性均不超过对数的平方.证明了该方案是标准模型下安全的.这是一个不需要随机预言的可证明安全的入侵容忍公钥加密方案.     

基于访问树的策略隐藏文件层次属性加密方案

针对具有多级层次特点的文件,提出一种高效的多机构授权的策略隐藏的属性加密方案。采用分层级的树形结构实现文件的加密,可有效抵抗合谋攻击,同时在标准假设下证明了方案的安全性。在该方案中,用户私钥由中央授权机构和多个属性授权机构共同生成,可防止私钥泄露带来的危害影响;采用分层级的树形结构加密既节省了密文存储空间又减少了加密的时间成本。该方案在文件数目较多的情况下,在加解密方面具有很高的效率。     

Sharing your privileges securely: a key-insulated attribute based proxy re-encryption scheme for IoT

Attribute based proxy re-encryption (ABPRE) combines the merits of proxy re-encryption and attribute based encryption, which allows a delegator to re-encrypt the ciphertext according to the delegatees’ attributes. The theoretical foundations of ABPRE has been well studied, yet to date there are still issues in schemes of ABPRE, among which time-bounded security and key exposure protection for the re-encryption keys are the most concerning ones. Within the current ABPRE framework, the re-encryption keys are generated independently of the system time segments and the forward security protection is not guaranteed when the users’ access privileges are altered. In this paper, we present a key-insulated ABPRE scheme for IoT scenario. We realize secure and fine-grained data sharing by utilizing attribute based encryption over the encrypted data, as well as adopting key-insulation mechanism to provide forward security for re-encryption keys and private keys of users. In particular, the lifetime of the system is divided into several time slices, and when system enters into a new slice, the user’s private keys need are required to be refreshed. Therefore, the users’ access privileges in our system are time-bounded, and both re-encryption keys and private keys can be protected, which will enhance the security level during data re-encryption, especially in situations when key exposure or privilege alternation happens. Our scheme is proved to be secure under MDBDH hardness assumptions as well as against collusion attack. In addition, the public parameters do not have to be changed during the evolution of users’ private keys, which will require less computation resources brought by parameter synchronization in IoT.