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。     

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。     

支持恶意用户追踪的属性基云数据共享方案

云存储服务为互联网用户提供了更加灵活、可扩展的外包数据访问,获得学术界和工业界的关注.为防止用户数据被泄露到开放的网络中,数据所有者往往选择先将数据加密再上传到云存储服务器.与传统加密方式相比,属性基加密为云端加密数据提供更细粒度的数据访问控制机制,可实现“一对多”的访问策略模式.然而,传统属性基加密系统不具备同时“追踪”泄露解密密钥以及制造解密黑盒恶意用户的能力.本文重点研究在云存储服务的数据共享机制中部署密文策略属性基加密时出现的解密权限泄露问题.本文将白盒可追踪性和黑盒可追踪性作为一个整体集成到传统的密文策略属性基加密中,并提供两种追踪机制:白盒追踪机制和黑盒追踪机制.若泄露的解密权限为解密密钥,则可利用白盒追踪;若泄露的解密权限为解密设备,则需要利用黑盒追踪.本文所提出系统的主要特点包括:(1)云共享数据的授权访问.数据所有者的文件被加密并存储到云服务器上,满足指定访问策略的授权用户才能访问文件;(2)白盒可追踪性.若恶意内部人员故意泄露其解密密钥,则可基于白盒追踪机制执行追踪;(3)黑盒可追踪性.若泄露解密设备并被发现,则可通过黑盒追踪机制捕获共同构造该设备的恶意内部人员;(...     

隐藏访问结构的密文策略的属性基加密方案

在密文策略的属性基加密方案中,用户的私钥与属性集合关联,密文与访问策略关联,当且仅当用户私钥中所包含的属性满足嵌入在密文中的访问策略时,用户方能成功解密该密文。在现有方案的解密过程中,访问策略连同密文被发送给解密者,这意味着加密者的隐私被泄露。为解决该问题,提出了具有隐藏访问策略的密文策略属性基加密方案,以保护加密者的隐私;并基于DBDH假设,证明了该方案在标准模型中是选择明文安全的。     

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。     

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。     

基于云雾计算的可追踪可撤销密文策略属性基加密方案

针对资源受限的边缘设备在属性基加密中存在的解密工作开销较大,以及缺乏有效的用户追踪与撤销的问题,提出了一种支持云雾计算的可追踪可撤销的密文策略属性基加密（CP-ABE）方案。首先,通过对雾节点的引入,使得密文存储、外包解密等工作能够放在距离用户更近的雾节点进行,这样既有效地保护了用户的隐私数据,又减少了用户的计算开销;其次,针对属性基加密系统中用户权限变更、用户有意或无意地泄露自己密钥等行为,加入了用户的追踪和撤销功能;最后,通过算法追踪到做出上述行为的恶意用户身份后,将该用户加入撤销列表,从而取消该用户访问权限。性能分析表明,所提方案用户端的解密开销降低至一次乘法运算和一次指数运算,能够为用户节省大量带宽与解密时间,且该方案支持恶意用户的追踪与撤销。因此所提方案适用于云雾环境下计算资源受限设备的数据共享。     

可追踪并撤销叛徒的属性基加密方案

属性基加密(ABE)是一种有效地对加密数据实现细粒度访问控制的密码学体制.在ABE系统中,存在恶意用户(或叛徒)泄露私钥生成盗版解码器,并将其分发给非法用户的问题.现有的解决方案仅能追查到密钥泄漏者的身份,但不能将其从ABE系统中撤销.文中提出了一种既可追踪又可撤销叛徒的属性基加密方案(ABTR).首先,给出一个具有扩展通配符的属性基加密方案(GWABE),基于3个3素数子群判定假设,采用双系统加密方法证明该GWABE方案是完全安全的.然后,利用完全子树构架将GWABE转化成ABTR方案,并证明该ABTR方案是完全安全的,且用户私钥长度是固定的.而此前的可追踪叛徒的ABE方案仅满足选择安全性.     

可追踪且可撤销的基于OBDD访问结构的CP-ABE方案

针对现有属性撤销方案中存在对恶意用户的不可追踪性、用户属性不能即时撤销的问题,提出了一种可追踪且可撤销的,基于有序二叉决策图(OBDD)访问结构的,高效、有表达力、可撤销的密文策略属性基加密(CP-ABE)方案。该方案实现了用户属性的即时撤销,也能对恶意用户进行追踪。同时,所提方案采用基于OBDD的访问结构,该类型的访问结构不仅能表示任何关于属性的布尔表达式,还能同时支持访问策略中属性的正负值。该方案将部分加/解密运算外包给代理服务器,从而降低用户的加/解密计算量。该方案基于DBDH假设,在标准模型下被证明是安全的。     

面向外包数据的可追踪防泄漏访问控制方案

针对云存储环境下外包数据存在的信息泄漏及追踪难的问题,提出了一种改进的基于密文策略属性基加密（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption,CP-ABE）的安全访问控制方案。方案基于双线性对理论和秘密共享机制,由第三方可信机构根据数据所有者指定的访问策略为其产生代理加密密钥,根据用户提交的个人属性信息提供用户注册以及密钥对分发,采用访问树构造访问策略来实现用户属性的匹配度计算。当发生用户密钥泄漏导致信息失密时,根据追踪列表可追踪到用户的身份。分析表明,方案在基于DBDH假设下证明是安全的,且实现了抵抗合谋攻击和中间人攻击。通过与其他方案比较,方案在加解密时间、私钥长度和密文长度方面有所优化,从而降低了存储开销和计算代价。     

支持访问策略隐藏和密钥追踪的轻量级医疗数据共享方案

在传统的密文策略属性基加密(Ciphertext-Policy Attribute-Based,CP-ABE)方案中,访问策略是显式存在的,这可能会泄露数据所有者的隐私,在医疗场景中会给数据所有者带来潜在的安全隐患,因此支持访问策略隐藏的方案被陆续提出.但是多数方案在实现解密测试的过程中需要生成冗余密文或密钥组件,增加...     

属性匹配检测的匿名CP-ABE机制

属性基加密（简称ABE）机制以属性为公钥,将密文和用户私钥与属性关联,能够灵活地表示访问控制策略,从而极大地降低数据共享细粒度访问控制带来的网络带宽和发送节点的处理开销.作为和ABE相关的概念,匿名ABE机制进一步隐藏了密文中的属性信息,因为这些属性是敏感的,并且代表了用户身份.匿名ABE方案中,用户因不确定是否满足访问策略而需进行重复解密尝试,造成巨大且不必要的计算开销.文章提出一种支持属性匹配检测的匿名属性基加密机制,用户通过运行属性匹配检测算法判断用户属性集合是否满足密文的访问策略而无需进行解密尝试,且属性匹配检测的计算开销远低于一次解密尝试.结果分析表明,该解决方案能够显著提高匿名属性基加密机制中的解密效率.同时,可证明方案在双线性判定性假设下的安全性.     

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 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.     

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。