可验证外包解密的离线/在线属性基加密方案

属性基加密可以为雾-云计算中的数据提供机密性保护和细粒度访问控制,但雾-云计算系统中的移动设备难以承担属性基加密的繁重计算负担。为解决该问题,该文提出一种可验证外包解密的离线/在线属性基加密方案。该方案能够实现离线/在线的密钥生成和数据加密,同时支持可验证外包解密。然后,给出方案的选择明文攻击的安全证明和可验证性的安全证明。之后,该文将转换阶段所需双线性对的计算量降为恒定常数。最后,从理论和实验两方面对所提方案进行性能分析,实验结果表明该方案是有效且实用的。     

属性可撤销且密文长度恒定的属性基加密方案

密文策略属性基加密（ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE）类似于基于角色访问控制,可以为云存储系统提供灵活细粒度的访问控制.但大多数CP-ABE方案中,密文长度与访问策略复杂度成正相关,系统属性同时被多个用户共享而导致属性难以被撤销.针对上述问题,本文提出一种支持属性撤销且密文长度恒定的属性基加密方案.该方案中每个用户的属性群密钥不能通用,可以有效抵抗撤销用户与未撤销用户的合谋攻击.为减少属性授权机构和数据拥有者的计算负担,属性撤销过程所需的计算量外包给数据服务管理者;同时该方案采用支持多值属性和通配符的"AND"门策略,实现了密文长度恒定.所提方案基于决策性q-BDHE（q-bilinear Diffie-Hellman exponent）假设对方案进行了选择明文攻击的安全性证明.最后对方案进行了理论分析与实验验证,分析结果表明本文方案可以有效抵制用户合谋攻击,增加了方案的安全性.同时所提方案在功能和计算效率方面具有一定优势,适用于实际应用情况.     

具有关键字搜索功能的外包属性基加密方案

随着云计算的发展,云计算模式变得越来越受到推崇:数据拥有者外包他们的数据给公共云服务提供者并使得特定用户能够恢复出存储在云端的这些数据。然后,这种计算模式也给云端数据的安全和隐私带来了挑战。基于属性的加密(ABE)技术能够被用来设计细粒度的访问控制系统,它提供了解决云端数据安全和隐私的方法。具有细粒度访问控制系统的外包属性基加密方案(OABE)能够通过外包繁重的计算给云服务提供者(CSP),极大地减少访问云端加密数据的用户的计算代价。然而,随着存储在云端的数据量变得越来越大,高效地查询过程遇到了阻碍。提出一个新的密码学概念,称之为具有外包密钥生成以及外包解密的能实现关键字搜索功能的属性基加密方案(KSF-OABE)。     

支持可验证加解密外包的CP-ABE方案

针对现有的应用于基于属性加密方案的安全模指数外包算法存在会降低安全性、验证概率低、外包计算结果可能出错等问题,利用改进的安全模指数外包算法,提出一种支持可验证加解密外包的CP-ABE（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption）方案.将属性相关密钥子项外包,将共享密文子项的一半计算任务外包,并对所有的外包结果进行验证.理论分析和实验结果都表明,和现有相关方案相比,无论在密钥生成时,还是在加密时,所提出方案的授权机构和用户客户端的计算量都有明显减少.安全性分析表明,所提出的方案达到CPA（Chosen Plaintext Attack）安全.     

支持加密外包的基于属性加密方案

基于属性加密算法解决了外包环境下数据的安全存储和细粒度访问控制问题,但广泛使用的移动设备难以满足该算法在加密时的性能要求.针对该问题,提出一种支持加密外包的基于属性加密方案.该方案将共享访问策略按照访问树的特点构造为一般矩阵的等价矩阵,将其构造及加密外包给云加密服务器,使得客户端仅需要3次指数运算即可完成一次加密.实验...     

快速解密且私钥定长的密文策略属性基加密方案

在保证密文策略属性基加密(CP-ABE)算法安全性的前提下,尽可能地提升其工作效率一直是密码学领域的研究热点。该文从作为CP-ABE效率核心的访问结构着手,首次提出基于简化有序二叉决策图(ROBDD)的访问结构,给出了相应的策略表示方法、用户可满足性判定;基于简化有序二叉决策图(ROBDD)访问结构设计了在算法时间复杂度、存储空间占用量等方面都具有较好表现的CP-ABE方案;在安全性方面,该方案能够抵抗用户间的合谋攻击和选择明文攻击。对比分析表明,ROBDD访问结构具有更强的表达能力和更高的表达效率;新的CP-ABE方案包含时间复杂度为常数阶的密钥生成算法、解密算法,能够为用户生成定长私钥并实现快速解密。     

定长密文且快速解密的分布式属性基加密方案研究

属性基加密因其细粒度访问控制在云存储中得到广泛应用。但原始属性基加密方案中单授权机构带来了分发私钥的计算瓶颈与信任问题。为解决上述问题,该文基于素数阶双线性群构造了一种分布式属性基加密方案,方案中授权机构由多个权威中心和多个属性中心组成。权威中心负责系统建立及用户身份相关密钥生成,且每次用户私钥申请过程中只需一个权威中心参与工作,采用多权威中心的目的是提高系统的稳定性和降低权威中心的计算量;属性中心负责不同的属性域,相互独立甚至不需要知道其它属性中心的存在。同时,该方案的密文长度与属性数量无关,为一个常值;在解密运算过程中需要的对运算与属性数量也无关,为2个对运算。该文基于q-Bilinear Diffie-Hellman Exponent假设在随机预言机模型下对方案进行了选择明文攻击的安全性证明。最后从理论和实验两方面对所提方案的功能与效率进行了分析与验证。实验结果表明所提方案具有固定密文长度和快速解密的能力,大大减少了存储负担并提高了系统效率。     

支持离线/在线加密及可验证外包解密的CP-WABE方案

已有的支持在线/离线加密和外包解密的基于属性加密的方案可实现细粒度访问控制和数据保密性,但无法实现同一属性之间的层次关系的表达和数据防篡改,并且终端需要在离线加密之前确定用户的访问结构,每次加密都需重新生成中间密文.针对上述问题,本文提出了一种支持离线/在线加密及可验证外包解密的CP-WABE（Ciphertext-Policy Weighted Attribute-Based Encryption）方案.该方案通过权重集合来实现同一属性层次关系的灵活表达,可实现一次离线加密就产生不同访问结构的数据的中间密文,在线仅需要少量开销就可完成加密,同时对外包解密的正确性进行了验证.最后对方案进行了安全性和性能分析,实验仿真也表明了本文对比相关方案更具优势.     

解密成本为常数的具有追踪性的密文策略属性加密方案

该文针对单调访问结构提出了一个解密成本为常数的具有追踪性的密文策略属性加密(CP-ABE)方案,该方案基于合数阶双线性群实现了标准模型下的适应安全性。在所有已知的追踪性CP-ABE方案中,都使用线性秘密共享方案(LSSS)来表示单调访问结构,并用LSSS矩阵加密明文数据。因此,其加密成本都随着LSSS矩阵的大小成线性增长,同时解密成本则随着满足要求的属性数量成线性增长。而在该文提出的追踪性CP-ABE方案中,使用最小授权子集集合来表示单调访问结构,并用该子集集合加密明文数据。因此,其加密成本随着最小授权子集的集合大小成线性增长,对于某些单调访问结构,该文方案具有更短的密文长度和更小的加密成本。最重要的是,该文方案进行解密时,只需要3个双线性对操作和2个指数操作,解密成本为常数,实现了更快更高效的数据解密。最后基于合数阶双线性群下的3个静态假设对方案进行了安全性证明,并进行了性能分析与实验验证。     

支持策略隐藏且密文长度恒定的可搜索加密方案

属性加密体制是实现云存储中数据灵活访问控制的关键技术之一,但已有的属性加密方案存在密文存储开销过大和用户隐私泄露等问题,并且不能同时支持云端数据的公开审计.为了解决这些问题,该文提出一个新的可搜索属性加密方案,其安全性可归约到q-BDHE问题和CDH问题的困难性.该方案在支持关键词搜索的基础上,实现了密文长度恒定;引入策略隐藏思想,防止攻击者获取敏感信息,确保了用户的隐私性;通过数据公开审计机制,实现了云存储中数据的完整性验证.与已有的同类方案相比较,该方案有效地降低了数据的加密开销、关键词的搜索开销、密文的存储成本与解密开销,在云存储环境中具有较好的应用前景.     

基于区块链且支持验证的属性基搜索加密方案

针对一对多搜索模型下共享解密密钥缺乏细粒度访问控制且搜索结果缺乏正确性验证的问题,提出了一种基于区块链且支持验证的属性基搜索加密方案。通过对共享密钥采用密文策略属性加密机制,实现细粒度访问控制。结合以太坊区块链技术,解决半诚实且好奇的云服务器模型下返回搜索结果不正确的问题,在按需付费的云环境下,实现用户和云服务器之间服务-支付公平,使各方诚实地按照合约规则执行。另外,依据区块链的不可篡改性,保证云服务器得到服务费,用户得到正确的检索结果,而不需要额外验证,减少用户计算开销。安全性分析表明,所提方案满足自适应选择关键词语义安全,能很好地保护用户的隐私以及数据的安全。性能对比及实验结果表明,所提方案在安全索引产生、搜索令牌生成、检索效率以及交易数量方面有一定的优化,更加适用于智慧医疗等一对多搜索场景。     

Continual auxiliary leakage-resilient attribute-based broadcast encryption with constant size ciphertexts

Attribute-based broadcast encryption ( ABBE) under continual auxiliary leakage-resilient ( CALR) model can enhance the security of the shared data in broadcasting system since CALR model brings the possibility of new leakage-resilient (LR) guarantees. However, there are many shortcomings in the existing works, such as relying on the strong assumptions, low computational efficiency and large size of ciphertexts, etc. How to solve the trade-off between security and efficiency is a challenging problem at present. To solve these problems, this paper gives an ABBE scheme resisting continual auxiliary leakage ( CAL ) attack. ABBE scheme achieves constant size ciphertexts, and the computational complexity of decryption only depends on the number of receivers instead of the maximum number of receivers of the system. Additionally, it achieves adaptive security in the standard model where the security is reduced to the general subgroup decision (GSD) assumptions (or called static assumptions in the subgroup). Furthermore, it can tolerate leakage on the master secret key and private key with continual auxiliary inputs. Performance analysis shows that the proposed scheme is more efficient and practical than the available schemes.     

Multi-authority attribute-based encryption with efficient revocation

Multi-authority attribute-based encryption was very suitable for data access control in a cloud storage environment.However,efficient user revocation in multi-authority attribute-based encryption remains a challenging problem that prevents it from practical applications.A multi-authority ciphertext-policy attribute-based encryption scheme with efficient revocation was proposed in prime order bilinear groups,and was further proved statically secure and revocable in the random oracle model.Extensive efficiency analysis results indicate that the proposed scheme significantly reduce the computation cost for the users.In addition,the proposed scheme supports large universe and any monotone access structures,which makes it more flexible for practical applications.     

Multi-authority attribute-based encryption scheme with policy dynamic updating

Attribute-based encryption (ABE) is a new cryptographic technique which guarantees fine-grained access control of outsourced encrypted data in the cloud environment.However,a key limitation remains,namely policy updating.Thus,a multi-authority attribute-based encryption scheme with policy dynamic updating was proposed.In the scheme,an anonymous key issuing protocol was introduced to protect users’ privacy and resist collusion attack of attribute authority.The scheme with dynamic policy updating technique was secure against chosen plaintext attack under the standard model and can support any types of policy updating.Compared to the existing related schemes,the size of ciphertext and users’ secret key is reduced and can significantly reduce the computation and communication costs of updating ciphertext.It is more effective in the practical application.     

抗密钥委托滥用的可追踪属性基加密方案

针对可追踪属性基加密方案利用追踪功能解决密钥委托滥用问题的不完备性,提出了一种抗密钥委托滥用的可追踪属性基加密方案。将秘密参数分享给用户私钥中关联属性的全部组件,使解密过程必须由全部组件共同参与完成,仅由用户私钥的一部分不能进行解密操作,从而实现真正的抗密钥委托滥用。利用一种短签名技术保护用户私钥中的追踪参数,防止追踪参数被伪造,从而获得对用户的追踪能力。同时支持抗密钥委托滥用和可追踪增强了所提方案的安全性。与相关方案的对比分析表明,所提方案在参数尺寸和计算代价上具有更好的性能优势。     

属性加密在电子书包系统中的应用

电子书包意即利用信息化设备进行教育教学的便携式终端。目前,在一些大城市的中小学已率先使用。随着教育教学改革的不断发展,电子书包已是大势所趋,不可逆转。电子书包是一款致力于提高中国教育信息化、提高家庭和学校配合效率的产品,产品将主要针对小学教育。其中主要包含了家校沟通功能,提供更加丰富的教育信息化功能等。然而学校的数字化教育资源、学生的成长史等隐私信息并不希望被泄漏。文章通过属性加密的方法,对电子书包使用者的私钥设置属性集,为数据密文设置访问结构,由属性集和访问结构之间的匹配关系确定电子书包使用者的访问能力,从而让其真正成为孩子们学习和生活的信息助手,一个真正的安全可靠的数字化书包。     

随机偏振光学加密算法的加密及解密特性分析

为了阐明随机偏振模板在光学加密系统中的作用,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,进行了在双随机偏振光学加密系统中偏振模板的特性参量对系统加密效果及解密误差的影响的理论和仿真分析;对比了随机相位模板和随机偏振模板对光学加密系统加密效果及解密误差的不同影响。结果表明,加密方面,采用随机偏振模板或随机相位模板均能生成平稳白噪声分布的密文,但是偏振模板有两个构造参量,密钥空间更大;解密方面,系统对相位模板以及偏振模板中不同参量的解密敏感性有一定差异,随机偏振加密具有更高的应用灵活性。该结果对理解相位及偏振编码光学加密系统的本质属性及设计安全性更高的光学加密系统有一定的帮助。     

属性基加密算法在云计算中的应用

由于信息传递迅速,云计算的优势越来越明显。目前,基于属性密码得到了进一步发展—密文策略。文章将主要对密文ABE加密模型进行安全性分析,结合AES加密方式的优势,设计出全新的混合加密方案,并运用在云计算中。     

用逆向思维求Hill密码加密解密时的矩阵

在计算机网络中,为了保证数据的安全,常常要对数据进行加密和解密.运用数学知识和MATLAB语言,介绍了Hill密码加密时如何给出密钥矩阵以及解密时如何求密钥矩阵的逆,从而实现Hill密码快速加密和解密.