车联网中具有强隐私保护的无证书签名方案

针对车联网（IoV）通信安全难以保证和车辆私钥频繁更新导致的开销大的问题,首先,证明了现有的无证书聚合签名方案无法同时抵抗公钥替换攻击和恶意密钥生成中心（KGC）攻击;其次,提出了一种适用于IoV且具有强隐私保护的无证书聚合签名方案。所提方案通过引入假名身份来实现车辆的身份隐藏,同时实现可信中心对可疑车辆的事后追查。此外,在所提方案中,车辆的假名身份和公钥可随着区域的变化而动态更新,这样既可以保证车辆的轨迹不被泄露又可以有效避免私钥频繁更新带来的通信和存储开销。在随机预言模型下,在基于椭圆曲线离散对数（ECDL）问题的假设下,证明了所提方案具有认证性和完整性,且满足匿名性、可追踪性和强隐私保护性。所提方案还采用聚合签名技术实现车辆签名的聚合验证,从而降低了验证签名时的计算开销。性能分析表明,当聚合签名所包含的签名数量为100时,与同类型方案相比,所提方案传输聚合签名的通信开销至少减少了约21.4%。     

基于无证书聚合签名的导航信息更新方案

车联网中实时的路况导航信息更新在安全驾驶、缓解交通拥堵等方面有着极其重要的作用,但如何保护用户隐私不被泄露是实时路况导航信息更新时所面临的一大挑战。为有效地解决该问题,提出了一种适用于车联网的具有实时导航信息更新功能的无证书聚合签名方案。方案中当导航公司需要访问数据时,雾节点将车辆广播的签名消息聚合后上传给可信中心,经可信中心批量验证后再将其反馈给导航公司。可信中心为车辆用户生成临时假名,实现用户身份的匿名性,满足了条件隐私保护的要求。利用聚合签名技术,降低了计算与通信开销。引入审查机制,进一步保证签名的安全性与可靠性。最后,基于椭圆曲线中的离散对数困难问题,证明了方案在适应性选择消息攻击下,满足存在性不可伪造。数值分析结果表明方案在计算开销方面具有一定的优越性。     

基于双服务器模型的可公开验证多元多项式外包计算方案

结合云安全外包计算中的隐私保护问题,针对任意多元多项式函数的外包计算,利用同态加密算法和多线性映射,构造了基于双服务器模型的可公开验证外包计算方案。该方案能够保证多项式函数输入与输出的隐私性和安全性,用户或者任意第三方都可以对云服务器计算的结果进行验证,实现了可公开验证性和可用性。云返回给用户的结果处于密文状态,只有拥有解密密钥的用户才能够输出最终的结果,一定程度上保证了计算结果的安全性。分析结果表明,该方案在标准模型下能够达到输入的选择明文攻击（CPA）安全,用户的计算代价远远小于服务器以及直接计算多项式函数的计算代价。     

基于切比雪夫混沌映射的车联网高效认证方案

车联网在智能交通系统构建中发挥重要作用,消息认证方案能够为车联网的实际应用提供可靠性和安全性保障,但现有认证方案多数存在计算效率低下的问题,为此,提出一种基于切比雪夫混沌映射的车联网认证方案。利用切比雪夫多项式的半群性质构建对称密钥,以实现车辆节点与路边设施单元（RSU）的密钥协商。车辆节点使用由RSU分发的时效性共享密钥完成车辆间的匿名消息认证,无须为每个消息签名验证一个较大的撤销列表,车辆的撤销也不会影响群组性能。分析结果表明,该方案可以满足车联网的安全需求并抵御多种安全攻击,同时提供条件隐私保护,其密钥协商与消息认证阶段的计算效率较高,通信开销较低。     

一种可追溯的比特币混淆方案

混淆技术是以比特币为代表的数字货币隐私保护的重要手段,然而,比特币中的混淆技术一方面保护了用户隐私,另一方面却为勒索病毒、比特币盗窃等非法活动提供了便利.针对该问题,提出了一种可追溯的比特币混淆方案,该方案旨在保护合法用户隐私的同时,可对非法资产混淆进行追溯.该方案在中心化比特币混淆基础上引入可信第三方分发用户签名密钥与监管混淆过程,用户签名密钥由基于双线性群和强Diffie-Hellman假设的群签名算法构造,以提供签名的匿名性与可追溯性.当有资产追溯需求时,可信第三方通过系统私钥打开用户签名以确定混淆输出地址,从而确定非法资产转移路径.安全分析表明,该方案不用修改当前比特币系统数据结构即可实施,可对非法资产混淆转移路径进行追溯,同时保护合法用户隐私与资产安全,且可抗拒绝服务攻击.此外,该方案为数字货币隐私保护研究提供了参考方向.     

车载自组织网中条件隐私保护认证方案

针对车载自组织网(VANET)中身份认证的隐私保护问题,提出了一种车载网中条件隐私保护认证方案.首先,引入短签名技术,构造了一个新的基于身份的短签名方案.与主流方案CPAS相比,该方案降低了签名和验证过程所需的计算开销,提高了通信效率; 其次,将签名者的私钥分成相互关联的两部分,有效地解决密钥托管问题,适合于车载自组织网环境; 进而基于新的签名方案,提出了一种车载网中条件隐私保护认证方案,实现了条件隐私保护的身份认证功能.经理论和效率分析表明,所提方案在签名过程只需3次点乘运算,而在验证过程只需1次点乘和2次配对运算,所耗计算量少.特别地,所提方案使用加入小系数检测的批认证方法,不仅提高了认证速度还降低了误接受率.     

基于代理重签名的支持用户可撤销的云存储数据公共审计方案

针对用户动态可撤销需要新的数据管理员对其前任所管理的数据进行完整性验证的问题,基于单向代理重签名技术提出了具有隐私保护的支持用户可撤销的云存储数据公共审计方案。首先,该方案中所采用的单向代理重签名算法,其代理重签名密钥由当前用户私钥结合已撤销用户公钥生成,不存在私钥泄露问题,能够安全实现数据所有权的转移;其次,该方案证明了恶意的云服务器不能产生伪造的审计证明响应信息来欺骗第三方审计者（TPA）通过审计验证过程;更进一步,该方案采用了随机掩饰码技术,能够有效防止好奇的第三方审计者恢复原始数据块。和Panda方案相比较,所提方案在增加抗合谋攻击功能的基础上,其审计过程中通信开销与计算代价仍全部低于Panda方案。     

一种基于可信计算的改进多重签名方案

针对直接匿名验证(DAA)协议中验证签名时间开销过高的问题,在对DAA协议进行扩展的基础上提出了一种基于可信计算的改进多重签名方案。分析和仿真结果表明:签名者具有动态匿名性,有效的保护了签名者的隐私;验证签名的公钥与签名长度不随签名者数量的变化而变化;当有新的签名者加入时,无需修改验证签名的公钥;并且能有效的防止密钥转储或泄漏引起的攻击。     

VANET中隐私保护的无证书聚合签名方案

车载自组织网络(VANET)普遍存在通信数据易被攻击和计算效率低等问题。为此,以无证书公钥密码体制和聚合签名为基础,提出一种隐私保护的无证书聚合签名方案。签名方案在随机预言模型下抵抗2种不同类型的敌手攻击,以在适应性选择消息攻击下证明通信消息的不可伪造性,车辆节点根据可信机构生成的伪身份进行通信来实现用户通信的可追踪性和匿名性,并在双线性对运算的基础上通过聚合签名支持多个消息的聚合验证。仿真结果表明,与同类无证书聚合签名方案相比,该方案在车流量较大路段具有较高的通信效率,可实现城市道路VANET通信过程中的车辆用户隐私信息保护。     

一种去中心化的隐私保护匿名问卷方案

针对传统匿名问卷系统不能抵抗合谋攻击及公布数据时无法保护用户隐私的问题,提出一种新的隐私保护匿名问卷方案。引入少数合谋的问卷工作节点集群,利用门限签名技术为用户进行注册,并以门限签名为问卷生成用户列表,从而抵抗合谋攻击,同时将用户回应进行同态加密上传至公开防篡改平台抵抗数据抵赖,采用差分隐私技术并借助安全多方计算技术输出隐私保护的问卷归总结果。在此基础上,将问卷过程融入零知识证明技术,保证密文的健壮性及方案的正确性。性能分析结果表明,该方案的安全模型满足匿名性、验证性、机密性及隐私保护性,与ANONIZE、Prio等方案相比,在合谋攻击抵抗、隐私保护方面更有优势,且在时间和存储开销上符合实际应用需求。     

车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案

为解决车载自组网(VANET)面临的通信安全和隐私保护方面的问题,提出了一种车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案.该方案通过匿名认证保障用户隐私,通过使用防篡改设备和聚合签名技术提高认证效率.为实现车辆撤销,要求车辆使用路边单元发放的成员密钥生成签名,当车辆进入路边单元的通信范围时,路边单元实时审查车辆身份,拒绝为撤销...     

基于身份聚合签名的车载自组网消息认证方案

车载自组网(VANET)能提高智能交通系统的安全性和道路通行效率,然而网络通信环境的开放性使其容易遭受攻击进而引发各种安全问题。针对VANET中的隐私泄露和签名验证效率较低等问题,结合基于身份的密码体制和聚合签名技术,设计一个面向VANET的消息认证方案,将多个消息的认证聚合为一个短签名,车辆只需对聚合后的签名进行验证,即可快速判断所有签名的有效性。分析结果表明,在随机预言模型下,该方案的安全性规约于计算Diffie-Hellman困难问题,且能有效缩短车辆对通信消息的认证响应时间。     

Blockchain-based Privacy-Preserving Group Data Auditing with Secure User Revocation

Progress in cloud computing makes group data sharing in outsourced storage a reality. People join in group and share data with each other, making team work more convenient. This new application scenario also faces data security threats, even more complex. When a user quit its group, remaining data block signatures must be re-signed to ensure security. Some researchers noticed this problem and proposed a few works to relieve computing overhead on user side. However, considering the privacy and security need of group auditing, there still lacks a comprehensive solution to implement secure group user revocation, supporting identity privacy preserving and collusion attack resistance. Aiming at this target, we construct a concrete scheme based on ring signature and smart contracts. We introduce linkable ring signature to build a kind of novel meta data for integrity proof enabling anonymous verification. And the new meta data supports secure revocation. Meanwhile, smart contracts are using for resisting possible collusion attack and malicious re-signing computation. Under the combined effectiveness of both signature method and blockchain smart contracts, our proposal supports reliable user revocation and signature re-signing, without revealing any user identity in the whole process. Security and performance analysis compared with previous works prove that the proposed scheme is feasible and efficient.     

LESPP: lightweight and efficient strong privacy preserving authentication scheme for secure VANET communication

Authentication in vehicular ad-hoc network (VANET) is still a research challenge, as it requires not only secure and efficient authentication, but also privacy preservation. In this paper, we proposed a lightweight and efficient authentication scheme (LESPP) with strong privacy preservation for secure VANET communication. The proposed scheme utilizes self-generated pseudo identity to guarantee both privacy preservation and conditional traceability, and it only requires a lightweight symmetric encryption and message authentication code (MAC) generation for message signing and a fast MAC re-generation for verification. Compared with currently existing public key based schemes, the proposed scheme significantly reduces computation cost by \(10^2\)–\(10^3\) times and decreases communication overhead by 41.33–77.60 %, thus achieving resilience to denial of service (DoS) attack. In LESPP, only key management center can expose a vehicle’s real identity from its pseudo identity, therefore, LESPP provides strong privacy preservation so that the adversaries cannot trace any vehicles, even if all roadside units are compromised. Furthermore, vehicles in LESPP need not maintain certificate revocation list (CRL), so any CRL related overhead is avoided. Extensive simulations reveal that the novel scheme is feasible and has an outstanding performance of nearly 0 ms network delay and 0 % packet loss ratio, which are especially appropriate for realtime emergency event reporting applications.     

具有访问权限撤销的外包数据加密方案

对Zhou等提出的方案(ZHOU M, MU Y, SUSILO W, et al. Privacy enhanced data outsourcing in the cloud. Journal of network and computer applications, 2012, 35(4): 1367-1373)进行分析,指出了该方案无法实现对用户访问权限进行撤销的问题。针对该方案的不足,提出一种具有撤销用户访问权限的外包数据加密方案。首先,把数据分成多个数据块并分别对每个数据块加密;其次,通过密钥导出的方法减少数据拥有者管理和保存密钥的数量;最后,对同一个加密数据构造多个解密密钥,实现对某些用户的访问权限撤销,而未被撤销用户无需进行密钥更新。与Zhou等的方案相比,所提方案不仅保持该方案中的外包数据隐私保护优点,而且还实现了用户访问权限的撤销。分析结果表明,在离散对数困难问题(DLP)假设下,所提方案是安全的。     

NaEPASC: a novel and efficient public auditing scheme for cloud data

Cloud computing is deemed the next-generation information technology （IT） platform, in which a data center is crucial for providing a large amount of computing and storage resources for various service applications with high quality guaranteed. However, cloud users no longer possess their data in a local data storage infrastructure, which would result in auditing for the integrity of outsourced data being a challenging problem, especially for users with constrained computing resources. Therefore, how to help the users complete the verification of the integrity of the outsourced data has become a key issue. Public verification is a critical technique to solve this problem, from which the users can resort to a third-party auditor （TPA） to check the integrity of outsourced data. Moreover, an identity-based （ID-based） public key cryptosystem would be an efficient key management scheme for certificatebased public key setting. In this paper, we combine ID-based aggregate signature and public verification to construct the protocol of provable data integrity. With the proposed mechanism, the TPA not only verifies the integrity of outsourced data on behalf of cloud users, but also alleviates the burden of checking tasks with the help of users＇ identity. Compared to previous research, the proposed scheme greatly reduces the time of auditing a single task on the TPA side. Security analysis and performance evaluation results show the high efficiency and security of the proposed scheme.     

VANET中有条件的隐私保护认证协议研究

为进一步满足有条件的隐私保护的需求,在保护安全性和研究椭圆曲线上双线性映射的基础上,设计了群签名方案,提出了一种新的基于位置信息的隐私保护认证协议。对提出的协议进行了详细的安全分析和性能分析。分析表明,该协议需要更少的OBU存储空间、消息验证时间以及更高的验证成功率。     

一种面向云存储的数据动态验证方案

云存储是一种新型的数据存储体系结构,云储存中数据的安全性、易管理性等也面临着新的挑战。由于用户在本地不再保留任何数据副本,无法确保云中数据的完整性,因此保护云端数据的完整性是云数据安全性研究的重点方向。数据完整性证明(Provable Data Integrity,PDI)被认为是解决这一问题的重要手段。文中提出了一种面向云存储环境的、基于格的数据完整性验证方案。本方案在已有研究的基础上,基于带权默克尔树(Ranked Merkle Hash Tree,RMHT),实现了云数据的动态验证。方案实现了数据粒度的签名,降低了用户方生成认证标签所需的消耗;引入RMHT对数据进行更改验证,支持数据动态更新;具有较强的隐私保护能力,在验证过程中对用户的原始数据进行盲化,使得第三方无法获取用户的真实数据信息,用户的数据隐私得到了有效的保护。此外,为了防止恶意第三方对云服务器发动拒绝服务攻击,方案中只有授权的第三方才能对用户数据进行完整性验证,这在保护云服务器安全的同时也保障了用户数据的隐私性。安全分析和性能分析表明,该方案不仅具有不可伪造性、隐私保护等特性,其签名计算量也优于同类算法。     

一种基于双线性对的高效环签名方案

本文提出了一种基于身份标识和双线性对的环签名方案,该方案较好地满足了环签名的安全需求,它不需要群建立过程,也无法撤销签名者的匿名性,因而可以有效地保护实际签名者的隐私权。同时,通过引入双线性对节省了计算开销,提高了方案的执行效率。与Zhang提出的环签名方案相比,本方案将环签名验证过程中所需的双线性对计算量由O(n)降低到O(1),计算效率更高。