基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案

针对云环境下密文策略属性基加密方案中存在的密文检索分类困难与依赖可信第三方等问题,本文提出了一种基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案．利用基于属性的等值测试技术,实现了支持属性级灵活授权的云端数据检索和分类机制,降低了数据用户对重复数据解密的计算开销．结合多授权属性基加密机制和区块链技术,实现了去中心化用户密钥生成．采用多属性授权机构联合分发密钥,有效抵抗用户和属性授权机构的合谋攻击．引入区块链和智能合约技术,消除了现有密文策略属性基密文等值测试方案中等值测试、数据存储与外包解密操作对可信云服务器的依赖．利用外包服务器执行部分解密计算,降低了用户本地的计算开销．将原始数据哈希和验证参数上传至区块链,保障外包服务器解密结果正确性和云端数据完整性．在随机预言模型下,基于判定性qparallel Bilinear Diffie-Hellman Exponent困难问题证明了本文方案在选择密文攻击下的单向性．与同类方案相比较,本文方案支持更多的安全属性,并具有较低的计算开销．     

区块链架构下具有条件隐私的车辆编队跨信任域高效群组认证研究

为了均衡车辆编队跨信任域身份认证的安全和效率,提出了区块链架构下具有条件隐私的车辆编队跨信任域高效群组认证方案。设计了面向车辆编队身份认证的新型区块结构BM-Tree,通过多信任域间链上认证参数共享为跨信任域群组认证提供支撑;采用动态匿名进行车辆身份隐私保护,通过双线性映射进行信任域参数变换,实现了具有条件隐私的跨信任域群组认证;提出了基于BM-Tree的高效群组认证协议,实现了车辆编队批量身份认证和重认证。所提方案在安全性和计算开销方面明显优于现有跨信任域认证方法,相比BLA、MDPA和BBA,整体认证时延平均减少了29%、25%和53%。     

具有隐私保护的细粒度智能家居远程数据安全更新方案

针对现存智能家居软件更新方案中存在的粗粒度访问控制、单点服务失效、用户解密效率低下等问题,该文提出一种具有隐私保护的细粒度智能家居远程数据安全更新方案。该方案通过属性基加密技术实现了细粒度访问控制,并结合区块链和星际文件系统(IPFS)技术对数据进行存储。通过对访问策略进行隐藏,构造出一种策略隐藏的密文策略基于属性加密(CP-ABE)算法,进一步保护了用户的隐私。此外,通过设计面向轻量级用户的外包解密算法,所提方案有效减轻了轻量级用户的计算负担,并结合区块链和智能合约技术实现了外包解密过程的公平支付。最后,基于判定的双线性迪菲赫尔曼 (DBDH)假设,证明了所提方案是选择明文攻击下的不可区分 (IND-CPA)安全的。仿真实验结果表明,所提方案与现有方案相比终端用户解密成本和通信开销明显降低。     

考虑属性加密的物联网隐私数据跨域安全共享模型

物联网隐私数据共享中，由于远距离的高速跨域问题，在数据共享时存在安全隐患，为此设计考虑属性加密的物联网隐私数据跨域安全共享模型。考虑属性加密方法设计重量级物联网隐私数据属性加密方案，实现数据加密模块的设计。基于区块链技术设计跨域安全共享模块设置三个实体，分别为监管中心、云存储器与联盟区块链，实现数据的跨域共享。在角色信誉评估模块中，考虑角色信誉评估角色的恶意行为实施其信誉评估，将评估结果作为选择数据共享对象时的数据基础。测试结果表明：所构建模型的通信开销较低；在4台普通计算机总跨域距离为200 km时，跨域数据共享时间仅为45 000 ms左右；在各阶段其操作数量与加解密时间都较低。     

基于轻量化区块链的数据主权管控平台设计

针对实现数据流通协同应用的问题,提出了一种基于轻量化区块链的数据主权管控方法,包括构建可信数字身份、数据访问安全、数据源头可信的数据流通协同体系,以促进协同各方在跨层次、跨领域、跨系统、跨部门、跨业务的情境下进行安全共享。如在特殊领域的人员选拔等,通过实施基于轻量化数据区块链技术的数据管控平台,成功实现了用户身份可信和数据权限控制等创新应用。关键步骤包括利用基于属性加密(Attribute-Based Encryption, ABE)算法对用户属性进行加密,使符合属性的用户能够进行解密,实现对数据的有选择性披露。在解决数据安全共享的挑战中发挥了关键作用。     

区块链赋能的6G零信任车联网可信接入方案

6G网络将带来全场景按需服务泛在智能新范式,其中可信可靠网络服务是泛在智能的关键技术指标。该文面向6G零信任网络的通信需求,以区块链为“信任桥梁”,研究6G车联网边缘计算中的可信可靠接入管理方法。首先,采用基于2次剩余的零知识身份验证算法,在不暴露车辆隐私的前提下完成基站和车辆之间的相互验证与授权。然后,为提高验证效率并节省基站能耗,建立了基于契约理论的路侧冗余算力激励模型,将基站的一部分验证任务分配给边缘服务器或停泊车辆,再给予相应的报酬。最后,建立了基于双层区块链的6G零信任车联网架构,利用基站群维护的主链与边缘算力维护的辅链记录车联网身份验证的重要参数,实现零信任网络环境的可信接入。通过与现有方法比较,该文所述方法在不泄露车辆隐私的前提下显著提升了车辆验证效率,降低了基站能耗,具有更高的安全性。     

区块链上基于B+树索引结构的密文排序搜索方案

为了克服云存储不可信及云存储中密文检索效率低的问题,该文提出区块链上基于B+树的密文排序可搜索加密方案。该方案结合区块链技术解决了在互不了解的多方建立可靠信任的问题;使用向量空间模型降低了文本的复杂性实现了高效的文本检索系统;采用B+树的索引结构提高了区块链上密文交易的检索速度;利用加权统计(TF-IDF)算法实现了多关键词查询结果的排序。在随机预言机模型下,证明该方案是适应性不可区分安全的,通过效率对比分析,表明该方案在区块链上实现了高效的密文检索。     

可验证的固定密文长度属性基加密方案

基于属性的加密技术的一个主要缺点不得不被重视:解密计算代价随着访问结构的复杂性线性增长。通过使用代理重加密技术,基于属性的外包解密系统可以很大程度上降低用户想要访问以密文形式存储在云上的数据的计算代价。文中提出了一个新的可验证的具有固定密文长度的外包解密属性基加密方案。     

基于区块链技术的跨域认证方案

针对现有交互频繁的信息服务信任域（PKI域和IBC域）之间不能实现信息服务实体（ISE）安全高效的跨域认证的问题,提出一种基于区块链的跨异构域认证方案.在IBC域设置区块链域代理服务器参与SM9（国产标识密码）算法中密钥生成,并与PKI域区块链证书服务器等构成联盟链模型,利用区块链技术去中心化信任、数据不易篡改等优点保证模型内第三方服务器的可信性.基于此设计了跨域认证协议与重认证协议,并进行SOV逻辑证明.分析表明,与目前相关方案相比,协议在满足安全需求的前提下,降低了用户终端的计算量、通信量和存储负担,简化了重认证过程,实现域间安全通信,在信息服务跨异构域身份认证过程中具有良好的实用性.     

一种基于主从链的跨域身份认证算法

为了抵御身份伪造攻击和解决认证效率低的问题,提出了一种基于主从链的跨域身份认证算法（Cross-domain identity Authentication algorithm based on the Master-Slave chain,CAMS）。该算法基于区块链技术利用主从链方式实现了车辆数据的跨域存储和共享,从而提高了跨域身份认证效率。此外,CAMS算法在跨域认证过程中引入了假名的生成和验证参数。在验证消息之前,进一步验证车辆身份,确保认证身份的匿名性,抵御身份伪造攻击。仿真结果表明,CAMS在计算开销和认证效率方面具有较好的性能。     

基于代理重加密的区块链数据受控共享方案

区块链以分布式共享全局账本的形式存储交易数据，数据共享难以实现隐私保护和可用性之间的平衡，现有的区块链数据共享方案在进行隐私保护的同时可用性较低，有效实现区块链数据访问权限的动态调整是一个挑战性问题.为此，本文提出基于代理重加密的区块链数据受控共享方案.首先，基于SM2构造代理重加密算法，并借此设计区块链数据受控共享方案，利用代理重加密保护交易数据隐私实现数据安全共享.其次，提出用户权限动态调整机制，区块链节点分工代理并对重加密密钥参数分割管理，实现用户访问权限确定性更新，交易数据的可见性得到动态调整.最后，安全性和性能分析表明，本方案可以在保护交易隐私的同时，实现区块链数据动态共享，并且在计算开销方面具有优势，更好地适用于区块链数据受控共享.     

云计算中一种紧凑型的外包访问控制方案

密文策略的属性加密是实现云平台上安全的访问控制方案的最佳选择。然而,在大多数密文策略的属性加密方案中,用户密钥长度与属性的个数之间成线性关系;用户的解密时间与访问结构的复杂度成正比关系。为了减少用户密钥的存储和解密计算开销,本文提出一种面向云计算平台的紧凑型的外包访问控制方案。方案中的访问结构可以支持“与”、“或”以及“门限”三种策略。它仅采用简单的哈希和异或运算就可以验证用户外包解密返回的数据是否正确。在随机预言机模型中,基于aMSE-DDH难题,证明了方案是选择密文攻击安全的。分析表明,本文方案能够安全的实现云计算环境下的访问控制,尤其当用户终端设备受限时实现的访问控制。      

面向车联网数据隐私保护的高效分布式模型共享策略

针对车联网隐私数据共享面临的效率问题,提出了基于区块链的高效分布式模型共享策略.针对车联网场景下多实体、多角色的数据共享需求,通过在车辆、路边单元和基站之间构建主从链架构,实现了分布式模型安全共享;提出了基于激励机制的异步联邦学习算法,以激励车辆及路边单元参与优化过程;构造了混合PBFT的改进DPoS共识算法来降低通信...     

基于区块链的多源网络大数据安全访问权限认证仿真

多源网络大数据的频繁交互与存储打破了传统数据“孤岛”,实现了跨区域与跨组织的数据访问,为数据的安全和隐私保护带来巨大挑战。访问认证作为保护数据与资源安全的技术之一,在获取所有数据节点信任的同时,面临巨大的通信负载,会造成数据丢失和破坏,为此,提出一种基于区块链研究多源网络大数据安全访问权限认证方法。以相似关系度量数据在网络传输中的变化状态,根据相似矩阵计算多源网络数据访问概率。通过区块链技术建立数据安全访问合约,标定数据的访问属性以及交易密文,并将数据压缩在对应属性内。根据访问目的分析其访问信度,以信度作为标准对应安全等级,在不同信度下定制访问规则,认证数据安全访问的具体权限,实现方法设计。实验结果表明,以不同数据属性含量作为测试条件,在常规模式和攻击模式下对数据进行加密和解密处理,新方法可以实现较快的认证响应,实现网络数据的安全访问。     

支持访问策略隐藏的电子健康档案系统设计

在医疗大数据的访问控制领域中,电子健康档案系统未能同时较好地解决患者敏感属性保护与提高数据访问效率的问题。结合支持外包运算的访问控制技术,文章对Nishide等的属性加密方案进行扩展,得到支持外包密钥产生、外包解密和访问策略部分隐藏的属性加密方案。文章基于该方案构造了新的电子健康档案共享系统。新系统可以有效防止非授权用户通过分析访问策略而推断患者的病情信息,而且显著减轻了属性权威和用户的在线运算负担。     

基于CP-ABE的车联网云端数据安全访问控制方案

针对车联网云环境的不可信任,数据种类和数据访问用户身份复杂,访问内容多样化,以及数据所有者与数据使用者之间多对多等特点,改进CP-ABE安全算法,提出了适合车联网的云端数据安全访问控制方案(DAC-VCS)。该方案中,设置属性管理机构,根据合法用户的角色和身份为其赋予一个属性集,并利用该属性集产生用户的访问私钥;数据所有者对要上传的数据用允许访问的用户属性为加密式样,进行加密;并生成可访问数据的用户列表,将两者一起发送到云端存储。当用户访问云中数据时,首先判断用户是否位于访问列表中,如果用户在列表中且访问私钥中的属性集满足数据加密时采用的加密式样,云端将为用户生成解密口令,并将解密口令和密文一起发给用户。用户利用解密口令即可解密密文,获得自身所要的数据内容。通过这种双层保护,保障了云中数据的访问安全性,降低了所使用的云存储空间并且加解密效率得到大幅度提高。     

一种支持解密外包的KP-ABE方案

针对现有密钥策略基于属性加密KP-ABE（Key-Policy Attribute-Based Encryption）方案在解密时存在用户端计算开销大、解密时间长等问题,一些方案提出将解密外包给云服务器,但这些方案并未给出外包解密的并行化方法,存在解密效率低的问题.本文提出一种支持解密外包的KP-ABE方案.在该方案中,把大部分解密计算外包给Spark平台;并根据KP-ABE的解密特点设计并行化解密算法,完成对叶子节点和根节点的并行化解密.性能分析表明,用户端仅需进行一次指数运算即可解密出共享数据,同时并行化设计能有效提高云端解密速率.     

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.     

一种高可信的政务网跨域隔离交换方案研究

随着政务网体系全国一体化的推进,现今跨域共享交换数据的需求不断上升。政务内网和外网之间的数据交互效率很低、缺乏安全高效的传输解决方案、安全性不足。针对上述问题,提出了一种高可信的跨域隔离交换方案。首先分析现有跨域交换关键技术。然后设计跨域隔离的总体方案,并对高可信认证方案、数据过滤及格式化方案、隔离交换方案、跨域交换审计方案等进行了详细的设计。最后,把跨域隔离交换方案应用在政务内网安全防护体系中,实现了政务内外网数据可信、高效、安全地传输。     

高效数据外包的基于多授权中心的ABE方案

Chase的多授权中心的属性基加密方案由具有绝对权利的可信中心CA来发布私钥,违背了最初的分散控制目的,且因其应用于手机设备等终端存在的耗能和计算能力等问题限制了其在现实中的发展。针对上述问题,现提出了高效数据外包的基于多授权中心的属性基加密方案,该方案不再依赖中央授权方,降低了授权中心泄露用户隐私的风险,并高效而安全地对解密密文进行外包,提高了解密效率,最后对方案的正确性、安全性和效率进行了分析。