云存储中基于可信平台模块的密钥使用次数管理方法

为保护云存储中数据的机密性并控制密钥的使用次数,提出了一种基于可信平台模块的密钥使用次数管理方法.首先,通过基于密文策略的属性加密算法对密钥加密,使得只有满足一定属性的指定用户能够解密密钥.然后在本地将密钥与可信平台模块绑定,保证密钥的安全存储,并利用可信平台模块的物理单调计数器为每一个密钥生成一个虚拟的单调计数器.其次,通过比较单调递增的计数器值和预定的密钥使用次数值,判断密钥是应被删除还是能继续使用,从而控制密钥的使用次数.最后,利用可信平台模块的防物理篡改功能、计数器的单调性和数字摘要防止攻击者对硬盘数据进行重放攻击.实验结果表明,所提出的方案性能开销小,能够安全有效地存储和保护密钥,达到密钥使用次数受限制的目的.     

云存储密文访问控制方案

提出了一种在基于密文策略的属性加密(ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE)应用场景下,在云存储中实现高效、精细、灵活的密文访问控制的方案。新方案通过引入密钥分割技术和代理重加密技术,在权限撤销时将部分重加密工作转移给云服务提供商执行,大大降低了数据属主的计算代价。与现有方案相比,新方案不仅能够支持多种门限的精细的访问控制策略,而且在权限撤销时,既可以属性集为单位,又可以同一属性集下不同用户为单位。最后分析了方案的安全性,并测试了运行效率。实验结果表明,新方案明显优于一般方案,特别是考虑云存储及多用户情况下,新方案的优势更加明显。     

支持策略隐藏的加密云存储访问控制机制

使用密码技术对云存储数据实施机密性保护和访问控制,是当前云计算安全研究的重要内容.选择加密(Selective Encryption)技术根据访问控制策略产生密钥推导图来分发密钥,在保证云存储数据机密性和细粒度访问控制的前提下,具有简化文件存储加密、系统密钥量少的优势.然而,已有选择加密方案需要完全或部分地公开访问控制策略,以用于密钥推导;该信息反映了用户/文件之间的授权访问关系,泄露用户隐私.基于现有的研究工作,本文提出了一个新的访问控制策略隐藏机制,在支持加密云存储数据的细粒度访问控制和高效密钥分发的前提下,能更好地隐藏访问控制策略信息;而且在密钥获取计算速度上有明显优势.     

云存储中基于代理重加密的CP-ABE访问控制方案

针对云存储中基于密文策略的属性加密（CP-ABE）访问控制方案存在用户解密开销较大的问题,提出了一种基于代理重加密的CP-ABE （CP-ABE-BPRE）方案,并对密钥的生成方法进行了改进。此方案包含五个组成部分,分别是可信任密钥授权、数据属主、云服务提供商、代理解密服务器和数据访问者,其中云服务器对数据进行重加密,代理解密服务器完成大部分的解密计算。方案能够有效地降低用户的解密开销,在保证数据细粒度访问控制的同时还支持用户属性的直接撤销,并解决了传统CP-ABE方案中因用户私钥被非法盗取带来的数据泄露问题。与其他CP-ABE方案比较,此方案对访问云数据的用户在解密性能方面具有较好的优势。     

云存储平台下基于属性的数据库访问控制策略

云存储是一种新兴的数据存储模式,具有低成本、高效、易用等特点。数据库的安全访问控制成为在云存储平台下数据库运行时不可忽视的问题。设计了一个带权重的密文策略属性加密(WCPABE)方案,并且提出了基于该加密方案的云存储平台下数据库的访问控制策略。通过引入属性权重概念,WCPABE可以动态反映数据库中各个属性的重要程度,增强数据库拥有者对数据库的访问控制;提出了3种基于WCPABE的访问控制策略;提出了WCPABE在云存储平台下的数据库加密模型,实现了云存储平台下对数据库的有效、安全的访问,增强了数据库安全性,同时解决了多用户私钥分发与管理问题。实验数据表明:WCPABE具有可行性和有效性,能使云存储平台下数据库拥有者对数据库访问控制具有更多样化的手段,增强了数据库的安全性。     

支持多用户协同编辑的云存储访问控制方法

以往的云存储属性基访问控制研究大多数是对外包数据的读权限进行控制,很少考虑多个用户协同编辑云端同一个外包数据时的写权限控制.多用户协同编辑控制存在挑战：1)资源有限的数据拥有者希望云辅助自己对外包数据的写权限进行控制,但不希望云获得数据内容,也不希望云感知匹配内容,甚至不希望云能够预测用户的写权限;2)布尔公式的访问结构无法表达写权限控制策略;3)双线性映射运算计算代价大,不适合多用户协同编辑控制.提出一个支持多用户协同编辑的云存储访问控制方法：数据拥有者采用表达能力更丰富的circuit定义写权限访问控制策略,委托半可信云采用矩阵运算快速判断用户提交的修改数据是否应该接受,并且云不可预测每个用户是否具有写权限.分析与实验表明:该方法具有多用户协同编辑的访问控制能力,并且在读权限控制时,利用云辅助解密方法使得用户端存储量和加解密计算量是较小的.     

AB-ACCS:一种云存储密文访问控制方法

随着云计算概念的流行,云存储也在越来越多地被提及.云存储依靠其低成本、可扩展的特点得到了广泛的支持和关注,但是也带来了新的安全问题:大多数情况下,用户并不能完全信任云存储服务提供商,从而需要对数据加密以保证数据的机密性.目前已有的基于密文的访问控制技术中,数据属主(Owner)需要为每一个用户维护和发放数据密钥,这样在用户数目众多的情况下,Owner端会成为应用的瓶颈.针对此问题提出了一种新的访问控制方法AB-ACCS,其核心思想是采用基于密文属性的加密算法为用户私钥设置属性,为数据密文设置属性条件,通过私钥属性和密文属性的匹配关系确定解密能力.因此数据属主只需要通过控制数据的密文属性进行权限管理,而不需要为用户分发数据密钥,降低了权限管理的复杂度,避免了这一应用瓶颈.     

基于零信任的云环境数据存储加密模型研究

云存储资源高可用及弹性配置,也带来对资源的横向移动攻击、系统超级用户非授权访问、用户数据泄露等安全隐患。本文以NIST零信任架构为基础,扩展软件定义边界架构,提出SDP网关和存储加密网关双网关相结合的零信任云存储安全模型。细化控制面安全框架,定义主体可信判别、操作权限可信判别的访问控制模型,改进信任传递逻辑和密码安全机制,不但满足云计算环境先认证后连接,进而提供先认证后资源管理、先认证后操作存储数据安全。     

可信存储的密钥迁移模型及封装方案

文章分析了关于可信存储的各种规范和在各种情况下的设备更换方式,提出了三种密钥迁移模型。结合现有的密钥迁移技术,通过采用改进的封装方案,将源平台的各种软硬件的属性参数与所要迁移的密钥相绑定并封装的新方案。介绍了密钥与属性值的封装方式以及封装后的迁移过程。该方案保证了可信存储中密钥的迁移安全。     

云环境下支持可更新加密的分布式数据编码存储方案

由于云存储密文的静态性特征,密钥泄露成为影响存储数据安全性的重要因素.数据重加密是应对密钥泄露的有效手段,但相应的计算开销以及上传下载的通信开销增加了用户和存储系统的负担.此外,对基于分布式编码的数据存储而言,密文更新需要在解密密文的基础上进行,密文合并过程同样增加了系统的通信及计算开销.针对上述问题,提出一种云环境下支持可更新加密的分布式数据编码存储方案(distributed data encoding storage scheme supporting updatable encryption, DDES-UE).通过利用密钥同态伪随机函数构造可更新加密方案,可避免密文更新的计算与通信开销过大问题;基于密文分割与改进FMSR编码实现数据分布式存储,保证存储数据的高可用性和各存储节点的直接数据更新.安全性证明及性能分析表明：提出的方案在保证数据存储安全性的同时,能够支持部分存储节点损坏时安全高效的数据可恢复性以及解密数据的完整性验证.与传统的数据重加密相比,DDES-UE能够避免数据重加密及数据上传、下载、解码、合并带来的计算和通信开销,对于构建支持直接数据更新的安全高效云存储系统有重要意义.此外,周期性密钥更新可有效增加攻击者通过获取密钥破解密文的时间成本,从而增强了系统的主动安全防御能力.     

面向客户端上下文隐私保护的可信分散式访问控制

隐私保护问题是当前访问控制研究领域的一个热点问题.为此提出一种可信分散式访问控制机制,以实现面向客户端上下文隐私保护的访问控制.可信分散式访问控制中包含了私有可信引用监视器和主引用监视器.私有可信引用监视器在安装了可信计算环境的客户端运行,用于评估客户端的访问控制请求,签署临时访问控制凭证;主引用监视器在服务端运行,用于评估临时访问控制凭证,决定客户端的访问是否被授权.由于具体的客户端上下文数据不会发送到服务器端,因此应用可信分散式访问控制,实现如简单位置相关的基于角色的访问控制,可以在客户端上下文相关的访问控制中很好地保护客户端的上下文数据隐私;此外,由于在该机制中客户端上下文是在客户端获取和处理的,因此可信分散式访问控制也可以减轻服务器端获取访问端的上下文的负担.安全性分析和性能实验表明,文中的访问控制机制可以有效地保护客户端上下文数据隐私.     

云计算访问控制技术研究综述

随着云计算规模化和集约化的发展,云安全问题成为云计算领域亟待突破的重要问题.访问控制技术是安全问题的重中之重,其任务是通过限制用户对数据信息的访问能力及范围,保证信息资源不被非法使用和访问.主要对目前云计算环境下的访问控制问题进行研究,首先介绍访问控制理论;然后分析了云计算环境下的访问控制技术体系框架,重点从云计算访问控制模型、基于ABE(attribute-based encryption)密码体制的云计算访问控制、云中多租户及虚拟化访问控制这3个方面对云计算环境下的访问控制问题进行综述,并且调研了工业界云服务提供商和开源云平台的访问控制机制;最后对未来的研究趋势进行了展望.     

可信云服务

云服务是一类依托于云计算平台的新兴网络服务,其外包服务模式以及云平台自身的安全风险引起了用户的信任问题.云服务可信与否成为用户业务向云迁移的最大顾虑.如何构建安全可信的云服务,成为近年来研究领域的热点之一.该文在分析云计算安全威胁的基础上,提出了可信云服务的定义,并从用户信任预期、安全威胁来源和技术针对的安全目标等角度对可信云服务研究技术的类型进行了划分;然后,系统地梳理了数据存储外包、计算外包、虚拟机外包等典型云服务的安全可信研究工作;最后,探讨了可信云服务的未来研究趋势.     

基于TrustZone的可信移动终端云服务安全接入方案

可信云架构为云计算用户提供了安全可信的云服务执行环境,保护了用户私有数据的计算与存储安全. 然而在移动云计算高速发展的今天, 仍然没有移动终端接入可信云服务的安全解决方案. 针对上述问题, 提出了一种可信移动终端云服务安全接入方案, 方案充分考虑了移动云计算应用背景, 利用ARM TrustZone硬件隔离技术构建可信移动终端, 保护云服务客户端及安全敏感操作在移动终端的安全执行, 结合物理不可克隆函数技术, 给出了移动终端密钥与敏感数据管理机制. 在此基础之上, 借鉴可信计算技术思想, 设计了云服务安全接入协议, 协议兼容可信云架构, 提供云服务端与移动客户端间的端到端认证. 分析了方案具备的6种安全属性, 给出了基于方案的移动云存储应用实例, 实现了方案的原型系统. 实验结果表明, 可信移动终端TCB较小, 方案具有良好的可扩展性和安全可控性, 整体运行效率较高.     

云存储中的访问控制技术研究

文章介绍了几种典型的云存储服务,包括亚马逊Simple Storage Service（S3）、微软Windows Azure和谷歌的Google Storage,并对它们的访问控制方式进行了探讨分析,最后提出了改进的方向。     

CACDP:适用于云存储动态策略的密文访问控制方法

数据的机密性是云存储环境下的难点问题,基于密文的访问控制技术是解决该问题的重要思路,在目前的基于密文的访问控制技术中,数据的高安全需求和频繁的策略更新使得数据拥有者(data owner,DO)端的权限更新代价过高,进而严重制约了系统的整体效率.针对此问题,提出一种适用于云存储动态策略的密文访问控制方法(cryptographic access control strategy for dynamic policy,CACDP),该方法提出了一种基于二叉Trie树的密钥管理机制,在此基础之上利用基于ELGamal的代理重加密机制和双层加密策略,将密钥和数据更新的部分开销转移到云端以减少DO权限管理负担,提高DO的处理效率.最后通过实验验证了该方案有效降低了策略更新为DO带来的性能开销.     

采用扩展公钥的云存储广播加密优化方法

基于广播加密的云存储系统受到研究者的关注.然而,基本的广播加密方案不能适应云存储环境中用户和权限的动态变更情况.针对广播加密中密钥管理分发开销大的问题,提出一种扩展公钥的广播加密优化方法,通过保留初始产生公钥时使用的部分私有参数,当用户加入或撤离系统时,使用保留的私有参数产生新的公钥来加密数据.这样,合法用户仍可以使用之前已分发的私钥解密新公钥加密的数据,从而避免了用户动态变化时公钥的频繁变化和密钥的重复分发.通过引入懒惰回收机制,降低了权限变更和密钥定期更新带来的开销.测试结果表明：采用优化方案后,增加用户数量和权限撤销时,系统性能得到较大提高.