基于双联盟链的智能电网数据共享模型

针对区块链的电网云服务器数据存在数据共享困难和隐私泄露风险,提出一种基于双联盟链的智能电网数据共享模型（DSDCB）。首先,基于星际文件系统（IPFS）在链下存储电力大数据,在链上存储IPFS文件指纹,并使用多重签名公证人将电力数据共享给其他联盟链;然后,在保证隐私不被泄露的情况下,使用代理重加密结合安全多方计算来进行单节点或多节点安全数据共享;最后,利用全同态加密算法在无需解密电力数据的情况下对密文数据进行合理整合。DSDCB的单节点跨链数据共享模型能抵抗51%攻击、女巫攻击、重放攻击和中间人攻击。经证明当恶意参与方少于k个、诚实参与方超过1个时,DSDCB的安全多方跨链数据共享模型能保证数据的安全性与隐私性。仿真对比表明,DSDCB的计算成本低于代理广播再加密（PBRE）和用于安全云存储的加密数据共享方案（CPBRE-DS）,比一轮通信可验证全同态秘密共享（FHNVSS）方案更具有可行性。     

基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案

针对多授权属性基加密方案的合谋攻击和多域共享数据问题,提出了一种基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案。中央认证机构不参与用户私钥的生成过程,有效避免了用户与授权机构之间的联合攻击;通过线性秘密共享方案和代理重加密技术,云服务器对上传的数据文件进行重加密,实现了单域和多域用户数据的共享。分析结果表明,新方案在用户私钥生成和文件加/解密上具有较高的性能,并在q parallel BDHE假设下是自适应性安全的。     

云存储中支持属性撤销的多关键词可搜索加密方案

云存储的便捷性和管理高效性使得越来越多的用户选择将数据存放在云端。为支持用户对云端加密数据进行检索,提出云存储中基于属性加密支持属性撤销的多关键词搜索方案。采用线性秘密共享矩阵来表示访问控制结构,实现密文细粒度访问控制,在属性撤销过程中不需要更新密钥,应对用户属性变更的情况,在此基础上构造基于多项式方程的搜索算法支持多关键词搜索,从而提高搜索精度。理论分析和实验结果表明,该方案具有陷门不可伪造性和关键词隐私性,能够保证用户数据的隐私和安全,相比CP-ABE方案,具有较高的存储性能和计算效率,功能性更强。     

Secure Data Sharing with Confidentiality,Integrity and Access Control in Cloud Environment

Cloud storage is an incipient technology in today’s world. Lack of security in cloud environment is one of the primary challenges faced these days. This scenario poses new security issues and it forms the crux of the current work. The current study proposes Secure Interactional Proof System (SIPS) to address this challenge. This methodology has a few key essential components listed herewith to strengthen the security such as authentication, confidentiality, access control, integrity and the group of components such as AVK Scheme (Access List, Verifier and Key Generator). It is challenging for every user to prove their identity to the verifier who maintains the access list. Verification is conducted by following Gulliou-Quisquater protocol which determines the security level of the user in multi-step authentication process. Here, RSA algorithm performs the key generation process while the proposed methodology provides data integrity as well as confidentiality using asymmetric encryption. Various methodological operations such as time consumption have been used as performance evaluators in the proposed SIPS protocol. The proposed solution provides a secure system for firm data sharing in cloud environment with confidentiality, authentication and access control. Stochastic Timed Petri (STPN) Net evaluation tool was used to verify and prove the formal analysis of SIPS methodology. This evidence established the effectiveness of the proposed methodology in secure data sharing in cloud environment.     

云计算中基于密文策略属性基加密的数据访问控制协议

云计算提供一种新兴的数据交互模式,实现了用户数据的远程存储、共享和计算。由于云计算的系统复杂性、网络开放性、资源集中性以及数据敏感性等特点,使得用户与云服务器的交互过程面临着严峻的安全威胁,成为云计算安全领域亟待解决的关键问题。文章首先介绍了云计算系统的系统组件、信任模型和攻击模型,针对云计算系统中的数据安全访问问题,提出了基于密文策略属性基加密的访问控制协议。该协议利用切比雪夫映射的半群特性实现了用户身份的合法性认证,并设计轻量级的属性加密算法实现用户数据的可靠性授权。同时,该协议主要引入身份认证、访问控制和前向安全性机制,实现用户身份真实性认证和数据可靠性访问。通过协议存储需求分析,表明该协议在数据属性集和密钥存储方面具有固定的存储空间需求,避免海量数据交互中用户存储空间的线性增长。通过分析,表明该协议具有较强的可靠性、灵活性和扩展性,适应于云环境中大规模数据交互的应用场景。     

A secure and efficient Ciphertext-Policy Attribute-Based Proxy Re-Encryption for cloud data sharing

Proxy Re-Encryption (PRE) is a useful cryptographic primitive that allows a data owner to delegate the access rights of the encrypted data stored on a cloud storage system to others without leaking the information of the data to the honest-but-curious cloud server. It provides effectiveness for data sharing as the data owner even using limited resource devices (e.g. mobile devices) can offload most of the computational operations to the cloud. Since its introduction many variants of PRE have been proposed. A Ciphertext-Policy Attribute-Based Proxy Re-Encryption (CP-ABPRE), which is regarded as a general notion for PRE, employs the PRE technology in the attribute-based encryption cryptographic setting such that the proxy is allowed to convert an encryption under an access policy to another encryption under a new access policy. CP-ABPRE is applicable to many network applications, such as network data sharing. The existing CP-ABPRE systems, however, leave how to achieve adaptive CCA security as an interesting open problem. This paper, for the first time, proposes a new CP-ABPRE to tackle the problem by integrating the dual system encryption technology with selective proof technique. Although the new scheme supporting any monotonic access structures is built in the composite order bilinear group, it is proven adaptively CCA secure in the standard model without jeopardizing the expressiveness of access policy. We further make an improvement for the scheme to achieve more efficiency in the re-encryption key generation and re-encryption phases.     

基于Bloom Filter的混合云存储安全去重方案

针对现有云存储系统中数据去重采用的收敛加密算法容易遭到暴力破解以及猜测攻击等不足,提出一种基于布隆过滤器的混合云存储安全去重方案BFHDedup,改进现有混合云存储系统模型,私有云部署密钥服务器Key Server支持布隆过滤器认证用户的权限身份,实现了用户的细粒度访问控制。同时使用双层加密机制,在传统收敛加密算法基础上增加额外的加密算法并且将文件级别去重和块级别去重相结合实现细粒度去重。此外,BFHDedup采用密钥加密链机制应对去重带来的密钥管理难题。安全性分析及仿真实验结果表明,该方案在可容忍的时间开销代价下实现了较高的数据机密性,有效抵抗暴力破解以及猜测攻击,提高了去重比率并且减少了存储空间。     

Access control based privacy preserving secure data sharing with hidden access policies in cloud

Attribute-based encryption is a promising solution to the access control based data sharing in the cloud. In this scheme, access policies are being sent in plaintext form which discloses the user privacy and data privacy. Once the ciphertext has been shared among the set of authorized users they would be able to decrypt the ciphertext. Whenever the authorized users are acting as malicious users, they may alter the data and further encrypt and outsource the modified data. It may adversely affect the data owner. In the existing attribute-based encryption scheme, data owner’s authenticity cannot be verified. In order to resolve these problems, we are proposing a novel idea to anonymize the access policy and a signature scheme to verify the authenticity of data as well as that of the data owner. Anonymized access policy never discloses the privacy. The signature scheme is able to detect the insider attack on attribute-based encryption scheme. The proposed system is secure against indistinguishable chosen-ciphertext attack. It is a provably secure and existentially unforgeable access control based data sharing method in the public cloud.     

云环境下支持多授权机构的医疗数据安全共享方案

在当前的云环境下,医疗数据存储的研究中存在着隐私信息外泄,机构之间数据共享效率较低等问题。因此,针对云环境下电子医疗数据的安全共享需求,提出了一种支持多属性机构的基于属性的密文策略加密方案,实现了加密医疗数据的细粒度访问控制。通过在加密阶段引入离线计算和在解密阶段引入外包计算,所提方案显著降低了加解密延时,提高了医疗数据访问控制的效率。安全性分析和性能分析表明所提方案满足可重放适应性选择密文攻击安全性,且在性能上优于已有的方案,提高了云环境下医疗数据共享的安全性和效率。     

Secure Channel Free ID-Based Searchable Encryption for Peer-to-Peer Group

Data sharing and searching are important functionalities in cloud storage. In this paper, we show how to securely and flexibly search and share cloud data among a group of users without a group manager. We formalize a novel cryptosystem: secure channel free searchable encryption in a peer-to-peer group, which features with the secure cloud data sharing and searching for group members in an identity-based setting. Our scheme allows group members to join or leave the group dynamically. We present two schemes: basic scheme and enhanced scheme. We formally prove that our basic scheme achieves consistency and indistinguishability against the chosen keyword and ciphertext attack and the outsider’s keyword guessing attack, respectively. An enhanced scheme is also proposed to achieve forward secrecy, which allows to revoke user search right over the former shared data.     

支持属性撤销的可验证外包的多授权属性加密方案

针对云存储中基于多授权属性加密（MA-ABE）访问控制方案存在数据使用者解密开销大,同时缺乏有效属性撤销的问题,提出了一种支持属性撤销的可验证外包的多授权属性加密方案。首先,利用可验证外包技术,降低数据使用者的解密开销,同时验证数据的完整性。然后,利用双线性映射保护访问策略,防止数据拥有者身份泄露。最后,利用每个属性的版本密钥实现立即的属性撤销。安全性分析表明所提方案在标准模型中判定性的q双线性Diffie-Hellman指数假设下是安全的,同时满足了前向安全性和抗合谋攻击。性能分析表明所提方案在功能性和计算开销两方面都具有较好的优势,因此所提方案更适用于云存储下多授权属性加密环境。     

一种基于任务角色的云计算访问控制模型

数据安全问题是云计算推广的一大阻碍,主要来源于数据共享带来的安全问题和云服务提供商的超级特权导致的潜在危险。为此,分析云计算中数据存储和用户群体的特点,提出一种基于任务角色的云计算访问控制模型,对不同访问主体采取不同访问控制策略,以提供分级的安全特性,使云服务提供商不再享有超级特权。分析结果表明,该访问控制模型使得云端数据访问安全无须依赖于服务器的绝对可信,为云计算提供了更为可靠的安全特性。     

云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案

基于属性的可搜索加密技术可以实现对数据的细粒度访问控制,但现有的可搜索加密方案,关键字的搜索、访问控制、文件加密基本上是分别执行的,导致攻击者可能跳过访问策略直接进行关键字索引匹配或文件解密;其次,现有方案中数据拥有者需将加密文件的密钥以安全通道传给用户,增加了数据拥有者的开销;此外,大多基于树型的访问控制策略是公开的,容易造成隐私泄露。因此,基于线性秘密分享（LSSS,linear secret sharing schemes）访问结构,提出了一种云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案。通过将策略秘密值嵌入关键字加密与文件存储加密,实现访问控制、关键字搜索与文件加密的有机结合;通过聚合密钥技术实现用户无须与数据拥有者交互,即可对文件进行解密的功能,减轻了密钥管理的负担,存储空间提高约30%。实验结果及安全性分析表明,所提方案具有数据存储的安全性、访问策略的隐私性、陷门的不可连接性等功能,具有较高的密文检索效率,与已有主流方案相比,检索效率提高至20%以上。     

云存储访问控制方案的安全性分析与改进

对Tang等（TANG Y,LEE P,LUI J,et al. Secure overlay cloud storage with access control and assured deletion. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing,2012,9（6)：903-916）提出的一种云存储的细粒度访问控制方案进行安全性分析,发现其存在不能抵抗合谋攻击的问题,并给出了具体的攻击方法。针对该方案安全性方面的不足,利用基于属性的加密算法抗合谋攻击的特性,对使用访问树结构的密文策略加密（CP-ABE）算法进行改进,使改进后的算法能够直接运用到云存储访问控制方案中而不需要对云存储服务器进行任何修改,同时可实现细粒度的访问控制和用户数据的彻底删除。最后基于判断双向性Deffie-Hellman（DBDH）假设,证明了该方案在选择明文攻击下的安全性,并通过将方案运用到实际的云环境中进行分析后证明改进后的方案能够抵抗合谋攻击。     

雾计算中支持计算外包的微型属性加密方案

密文策略属性加密为基于云存储的物联网系统提供了一对多的访问控制,然而现有方案中存在开销大、粒度粗等问题.基于此,结合雾计算技术提出了一种支持计算外包的微型属性加密方案.该方案缩短了密钥与密文的长度,减少了客户端的存储开销;将部分计算转载到雾节点,提高了加解密效率;具有更加丰富的策略表达能力,并且可以快速验证外包解密的正...     

Secure and effective assured deletion scheme with orderly overwriting for cloud data

Due to the characteristics of distribution and virtualization, cloud storage is providing almost limitless storage services. Many users choose to upload data to the cloud to reduce storage burden, but the confidentiality of data is also at risk. When the cloud data must be deleted, the assured deletion of the data becomes a crucial problem. Assured deletion can preserve the confidentiality of the users data, and it is also an essential component of cloud storage services. In this paper, a secure and effective assured deletion scheme with orderly overwriting (SEAD-OO) is proposed. The scheme uses ciphertext-policy attribute-based encryption to achieve fine-grained access control and data sharing. To solve the problem of ciphertext left in the cloud after deleting the keys, we introduce physical deletion and logical deletion. Blockchain is introduced to ensure the validity and traceability of deletion. By comparing with related schemes, the proposed SEAD-OO is proved to be versatile. Theoretical analysis and experiments show that the scheme is safe and effective, and it provides a practical method for the assured deletion of cloud data.

     

一种改进的基于身份广播代理重加密云存储方案

存储安全是公共云应用诸多安全问题中最关键的问题之一,对云服务的快速发展有着重大影响。结合身份加密、代理重加密以及广播加密的特点,提出了一种新的云存储方案。该方案通过条件控制,实现了用户对远程密文数据代理重加密过程中的细粒度访问控制;基于身份加密,利用用户的身份属性作为公钥,减少了证书验证过程;结合广播的思想,以用户集合为单位进行加密,减少系统的计算消耗。实验表明,文章提出的方案可以实现密文数据云存储和共享,主要函数的时间开销合理,能够保证大规模用户接入时系统高效。     

基于代理重加密的云存储密文访问控制方案

针对在不可信的云存储中,数据的机密性得不到保证的情况,提出一种新的代理重加密(PRE)算法,并将其应用于云存储访问控制方案中,该方案将一部分密文存储云中共享,另一部分密文直接发送给用户。证明了该访问控制方案在第三方的不可信任的开放环境下云存储中敏感数据的机密性。通过分析对比,结果表明：发送方对密文的传递可控,该方案利用代理重加密的性质,在一对多的云存储访问控制方案中,密文运算量和存储不会随着用户的增长而呈线性增长,显著降低了通信过程中数据运算量和交互量,有效减少数据的存储空间。该方案实现了云存储中敏感数据的安全高效共享。     

基于NAS的私有云存储平台的设计与实现

随着大数据时代的到来与高速网络建设的快速推进,数据化网络资源共享已渗透到人们的日常工作、学习、生活当中。数据网络化储存、多人资源共享成为现代信息传播与保存的重要方式。但是,网络储存平台的安全性一直令使用者担忧。因此,各种各样的私有云储存平台孕育而生,为使用者提供相对独立的个人使用空间。经过长期的使用发现,传统的私有云存储平台虽然可以达到一定的安全性,但是,安全性只相对公共开放网盘而言。同时,存在多用户瞬时访问下协议拥堵、大数据交互节点回馈延迟高的问题。针对传统私有云的架构特点与问题产生原因,提出基于NAS的私有云存储平台的设计与实现方法。采用基于NAS的协议加密技术、多路访问优化单元、数据压缩单元对传统私有云存在的问题进行针对性解决。通过仿真实验证明,提出的基于NAS的私有云存储平台的设计与实现方法,具有数据储存安全性高、峰值状态下访问点网络畅通性好、数据网络传输交互率高、延迟小等优点。     

不经意随机访问机研究综述

随着云计算与大数据技术的发展,隐私保护越来越受到人们的关注.加密是一种常见的保护数据隐私的方法,但是单纯地利用加密手段并不能抵抗所有类型的攻击.攻击者可以通过观察用户对数据的访问模式来推断隐私信息,其中包括数据的重要程度、数据的关联性,甚至是加密数据的内容等.不经意随机访问机是一种重要的保护访问模式的手段,它通过混淆每一次访问过程,使其与随机访问不可区分,从而保护真实访问中的访问操作、访问位置等信息.不经意随机访问机在安全云存储系统以及安全计算领域有着非常重要的作用.利用不经意随机访问机可以降低攻击者通过访问模式推测隐私信息的可能性,减小系统受到的攻击面,从而提供更安全更完整的服务.对不经意随机访问机的研究与应用进行综述,主要介绍了不经意随机访问机的相关概念以及设计方法,重点分析并总结了目前学术界研究的性能优化的常见策略及其优劣性,主要包括针对客户端与服务器的平均带宽与最坏情况带宽优化、存储开销优化以及交互轮数优化等方面.同时讨论了将不经意随机访问机应用于安全存储系统的一般性问题,如数据完整性保护以及支持多用户并发访问等,也讨论了将其应用于安全计算领域的问题,如安全计算协议设计以及不经意数据结构的设计等;最后,对不经意随机访问机未来的研究方向进行了展望.