基于属性群的云存储密文访问控制方案

提出一种基于属性群的云存储密文访问控制方案。采用对称加密算法加密大型数据文件,并用属性加密算法加密对称密钥,将重加密的任务转移到云服务提供商,从而降低数据拥有者的计算代价,且未向云服务提供商泄露额外信息。在属性和用户权限撤销时,以同一属性集下的不同用户为单位,数据拥有者不参与属性和用户权限的撤销,从而减轻数据拥有者的权限管理代价。分析结果表明,该方案在权限撤销时的效率优于已有的密文访问控制方案,支持细粒度的灵活访问控制策略,具有数据机密性、抗合谋攻击性、前向保密性和后向保密性。     

基于动态重加密的云存储权限撤销优化机制——DR-PRO

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,提出一种基于动态重加密的云存储权限撤销优化机制(DR-PRO)。首先,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,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;然后,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实现过程。理论分析与测试仿真表明,在保证云存储服务用户数据高安全性的前提下:与懒惰重加密机制相比,DR-PRO的用户访问权限撤销的计算与带宽代价在数据文件变化情况下的平均下降幅度是5%;与完全重加密机制相比,DR-PRO的用户访问权限撤销的计算与带宽代价在共享数据块变化情况下的平均下降幅度是20%。实验结果表明,DR-PRO在云存储服务中能够有效提高用户访问权限撤销的性能与效率。     

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.     

属性群的云存储密文访问控制方案的研究

属性群的云存储密文访问控制方案,这是一种对称加密算法加密的大型数据整理的软件,并且能够利用属性加密的算法对称密钥,并通过数据传输将加密的任务逐渐转移到“云服务”供应商,从而能够不断降低数据拥有者的成本实现利润的最大值。与现有的实施方案相比,新的云存储方案不仅可以支持各种精细的访问控制策略,并能够确保实施方案的稳定性和安全性。所以,可以实现云存储权限的灵活访问控制策略。     

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.     

密文策略属性加密中的撤销控制方案

在云环境下使用数据共享功能时，由于云环境的复杂性，需要对数据进行安全保护和访问控制，这就要求使用加密机制。基于密文策略属性的加密（CP-ABE）是当前广泛使用的加密机制，它可以根据用户的属性来设置访问权限，任何具有合格访问权限的用户都可以访问数据。然而云是一个动态环境，有时可能只允许具有访问权限用户中的一部分用户访问数据，这就需要用户权限的撤销机制。然而，在CP-ABE中，访问权撤销或用户撤销是一个冗长且代价高昂的事件。所提出方案根据对CP-ABE流程的改进，在原密文中嵌入了可灵活控制的用户个人秘密，使得用户权限撤销时既不要求使用新访问策略的用户撤销数据，也不要求对数据进行重新加密，大幅减少撤销时的计算成本。与知名CP-ABE撤销方案对比，所提出方案的计算成本更低且具有良好的安全性。     

支持高效撤销的属性加密方案

属性加密(Attribute-BasedEncryption,ABE)将密钥和密文与一系列属性相关联,被广泛应用于云计算的访问控制中。针对现有撤销方案效率低下的问题,提出一种更高效、细粒度的访问控制方案。方案中采用的访问结构可以表达任意涉及布尔运算符的访问策略;在加密过程中,构建一种属性用户组随机密钥分发方法,并结合ABE实现双重加密,将所有撤销操作转化成属性级别细粒度的撤销;新方案的数据始终以密文形式存在于服务器上,降低了对服务器的安全限制,可以将大部分密文重加密任务转移给云服务器执行,有效利用云服务器的计算能力,提升系统的运行效率,减少通信开销。     

基于代理的即时属性撤销KP-ABE方案

属性撤销是属性基加密方案在实际应用中亟须解决的问题,已有支持间接撤销模式的可撤销属性基加密方案存在撤销延时或需要更新密钥及密文等问题。为此,提出一种间接模式下基于代理的支持属性即时撤销的密钥策略属性基加密方案,该方案不需要用户更新密钥及重加密密文,通过在解密过程中引入代理实现撤销管理,减轻了授权机构的工作量,其要求代理为半可信,不支持为撤销用户提供访问权限及解密密文。分析结果表明,该方案支持细粒度访问控制策略,并且可以实现系统属性的撤销、用户的撤销及用户的部分属性撤销。     

云存储环境下基于时释性加密的CP-ABE方案

云存储是未来存储业务的发展方向,数据安全是云存储客户的首要关切.密文策略属性加密(CP-ABE)算法允许数据拥有者将访问策略嵌入密文中,并结合数据访问者的密钥实施访问控制,特别适合云存储环境,但CP-ABE不支持与时间相关的访问控制.本文提出基于时释性加密的CP-ABE方案,通过在CP-ABE中融入时释性加密(TRE)机制来实现带有时间控制的密文共享,允许数据拥有者基于用户属性和访问时间制定更加灵活的访问策略.论文通过安全分析表明,该方案能够抵抗来自用户、云存储平台和授权机构的非法访问、非法用户的串谋攻击以及选择明文攻击.     

一种用于云存储的可撤销的属性加密方案

由于云存储用户数量大,成分复杂,云存储中数据的安全防护问题成为其发展的一大制约,近年来,基于属性加密技术解决云存储中数据安全存储问题成为研究热点,但传统的属性加密方案存在密文长度相对较大且属性撤销复杂等问题。引入代理重加密技术,针对以上问题提出一种可撤销的密文属性基加密方案,在缩短密文长度的同时实现属性撤销操作,并证明该方案在DBDH假设下CPA是安全的。     

基于身份多条件代理重加密的文件分级访问控制方案

针对传统文件共享方案存在文件易泄露、文件去向难以控制、访问控制复杂等问题,以及云端文件分级分类管理及共享的应用需求,提出了一种基于身份多条件代理重加密的文件分级访问控制方案。首先,将文件的权限等级作为密文生成条件,并引入可信分级管理单元确定并管理用户等级;然后,生成用户分级访问权限重加密密钥,解决了基于身份的条件代理重加密方案只能限制代理服务器的重加密行为而对用户权限限制不足的问题;同时,减轻了用户端的负担,即用户只需进行加解密操作。不同方案的对比分析结果表明,所提方案与现有访问控制方案相比有明显优势,无需用户直接参与即可完成用户访问权限的更新,并且具有上传者匿名的特点。     

A Cloud-Manager-Based Re-Encryption Scheme for Mobile Users in Cloud Environment: a Hybrid Approach

Cloud computing is an emerging computing paradigm that offers on-demand, flexible, and elastic computational and storage services for the end-users. The small and medium-sized business organization having limited budget can enjoy the scalable services of the cloud. However, the migration of the organizational data on the cloud raises security and privacy issues. To keep the data confidential, the data should be encrypted using such cryptography method that provides fine-grained and efficient access for uploaded data without affecting the scalability of the system. In mobile cloud computing environment, the selected scheme should be computationally secure and must have capability for offloading computational intensive security operations on the cloud in a trusted mode due to the resource constraint mobile devices. The existing manager-based re-encryption and cloud-based re-encryption schemes are computationally secured and capable to offload the computationally intensive data access operations on the trusted entity/cloud. Despite the offloading of the data access operations in manager-based re-encryption and cloud-based re-encryption schemes, the mobile user still performs computationally intensive paring-based encryption and decryption operations using limited capabilities of mobile device. In this paper, we proposed Cloud-Manager-based Re-encryption Scheme (CMReS) that combines the characteristics of manager-based re-encryption and cloud-based re-encryption for providing the better security services with minimum processing burden on the mobile device. The experimental results indicate that the proposed cloud-manager-based re-encryption scheme shows significant improvement in turnaround time, energy consumption, and resources utilization on the mobile device as compared to existing re-encryption schemes.     

Incremental proxy re-encryption scheme for mobile cloud computing environment

Due to the limited computational capability of mobile devices, the research organization and academia are working on computationally secure schemes that have capability for offloading the computational intensive data access operations on the cloud/trusted entity for execution. Most of the existing security schemes, such as proxy re-encryption, manager-based re-encryption, and cloud-based re-encryption, are based on El-Gamal cryptosystem for offloading the computational intensive data access operation on the cloud/trusted entity. However, the resource hungry pairing-based cryptographic operations, such as encryption and decryption, are executed using the limited computational power of mobile device. Similarly, if the data owner wants to modify the encrypted file uploaded on the cloud storage, after modification the data owner must encrypt and upload the entire file on the cloud storage without considering the altered portion(s) of the file. In this paper, we have proposed an incremental version of proxy re-encryption scheme for improving the file modification operation and compared with the original version of the proxy re-encryption scheme on the basis of turnaround time, energy consumption, CPU utilization, and memory consumption while executing the security operations on mobile device. The incremental version of proxy re-encryption scheme shows significant improvement in results while performing file modification operations using limited processing capability of mobile devices.     

Generic user revocation systems for attribute-based encryption in cloud storage

Cloud-based storage is a service model for businesses and individual users that involves paid or free storage resources. This service model enables on-demand storage capacity and management to users anywhere via the Internet. Because most cloud storage is provided by third-party service providers, the trust required for the cloud storage providers and the shared multi-tenant environment present special challenges for data protection and access control. Attribute-based encryption (ABE) not only protects data secrecy, but also has ciphertexts or decryption keys associated with fine-grained access policies that are automatically enforced during the decryption process. This enforcement puts data access under control at each data item level. However, ABE schemes have practical limitations on dynamic user revocation. In this paper, we propose two generic user revocation systems for ABE with user privacy protection, user revocation via ciphertext re-encryption (UR-CRE) and user revocation via cloud storage providers (UR-CSP), which work with any type of ABE scheme to dynamically revoke users.     

工业互联网中增强安全的云存储数据访问控制方案

在工业互联网应用中,由于异构节点计算和存储能力的差异,通常采用云方案提供数据存储和数据访问服务.云存储中的访问控制如扩展多权限的云存储数据访问控制方案(NEDAC-MACS),是保证云存储中数据的安全和数据隐私的基石.给出了一种攻击方法来证明NEDAC_MACS中,被撤销的用户仍然可以解密NEDAC-MACS中的新密文;并提出了一种增强NEDAC-MACS安全性的方案,该方案可以抵抗云服务器和用户之间的合谋攻击;最后通过形式密码分析和性能分析表明,该方案能够抵抗未授权用户之间以及云服务器与用户之间的合谋攻击,保证前向安全性、后向安全性和数据保密性.     

Hierarchical attribute-based encryption and scalable user revocation for sharing data in cloud servers

With rapid development of cloud computing, more and more enterprises will outsource their sensitive data for sharing in a cloud. To keep the shared data confidential against untrusted cloud service providers (CSPs), a natural way is to store only the encrypted data in a cloud. The key problems of this approach include establishing access control for the encrypted data, and revoking the access rights from users when they are no longer authorized to access the encrypted data. This paper aims to solve both problems. First, we propose a hierarchical attribute-based encryption scheme (HABE) by combining a hierarchical identity-based encryption (HIBE) system and a ciphertext-policy attribute-based encryption (CP-ABE) system, so as to provide not only fine-grained access control, but also full delegation and high performance. Then, we propose a scalable revocation scheme by applying proxy re-encryption (PRE) and lazy re-encryption (LRE) to the HABE scheme, so as to efficiently revoke access rights from users.     

云计算多授权中心CP-ABE代理重加密方案

代理重加密技术可使代理在不知道明文的条件下实现密文访问策略转换,这使代理重加密成为用户之间进行数据分享的重要技术。然而,代理重加密方案大多数是在单授权中心下构建的,存在授权机构权限大、易出现性能瓶颈和用户的计算开销大等问题。同时,大多数方案不满足代理重加密应具备的5个基本特性：单向性、可控性、非交互性、可重复性与可验证性。为解决以上问题,提出支持重复可控特性的云计算多授权中心CP-ABE（ciphertext-policy attribute-based encryption）代理重加密方案。在密文策略属性加密方案的基础上,引入代理加密和代理解密服务器从而减小用户客户端的计算开销,设置多个属性授权中心来分散中央机构权限。对代理重加密技术进行改进：在重加密密钥中设置随机因子和密文子项来实现单向性和可控性;设置的重加密密钥由客户端独立生成,不需要其他服务器参与,可实现非交互性,即可在数据拥有者为不在线状态时也可以进行数据分享;在初始密文中设置密文子项,对其多次加密即可实现重复性;在初始密文中设置验证子项,用户可验证外包以及重加密结果正确与否。通过与其他方案对比发现,所提方案的用户客户端计算开销较小,用户只需进行常数次的指数运算即可对原始密文解密,且安全性分析表明,所提方案基于q-parallel BDHE假设,在标准模型下可抵抗选择密文攻击。     

基于代理重加密的云数据访问授权确定性更新方案

有越来越多的用户选择云为其进行存储、运算、共享等数据处理工作，因此云端数据量与日俱增，其中不乏敏感数据和隐私信息.如何对用户托管于云端的数据进行授权管理，保证数据机密性、访问授权有效性等至关重要.为此，提出一种基于代理重加密（proxy re-encryption，简称PRE）的云端数据访问授权的确定性更新方案（proxy re-encryption based assured update scheme of authorization，简称PAUA）.首先将提出PAUA方案的前提假设和目标，其次论述系统模型和算法，最后对PAUA进行讨论和分析.PAUA方案将减轻用户在数据共享时的计算量，同时将重加密密钥进行分割管理，实现授权变更时，密钥的确定性更新.