基于代理重加密的电子病历数据共享方案

现有的电子病历大部分只能在医生与患者之间实现数据共享,数据用户难以访问患者的电子病历。针对该问题,提出一种利用代理重加密的电子病历数据共享方案。患者通过搜索陷门得到加密电子病历,数据用户要获取其电子病历,可请求患者和云服务器进行交互,云服务器生成重加密密钥,并对电子病历密文进行代理重加密,经患者授权后将重加密密文发送给数据用户,数据用户用其私钥解密密文,最终获取电子病历数据。基于随机预言机模型的实验结果表明,该方案在改进双线性Diffie-Hellman假设和q决策双线性Diffie-Hellman逆转假设下,均可实现关键字隐私安全和消息隐私安全。     

有效的带关键词搜索的代理重加密方案

公钥可搜索加密（public key encryption with keyword search,PEKS）技术使用户能够搜索存储在不可信云服务器上的加密数据,这对于数据隐私保护具有重要意义,也因此受到了广泛关注. 公钥认证可搜索加密要求数据发送方使用接收方的公钥对关键词进行加密,同时还使用其自身私钥对关键词进行认证,使得敌手无法构造关键词密文,从而抵抗公钥可搜索加密面临的关键词猜测攻击（keyword guessing attack,KGA）. 提出了一个可证明安全的基于软件防护扩展（software guard extensions,SGX）的公钥认证可搜索加密（public key authenticated encryption with keyword search,PAEKS）方案,通过在云服务器上建立一个可信区并运行一个执行关键词匹配的飞地程序来完成对密文数据的搜索. 正式的安全性证明显示方案具备密文不可区分性和陷门不可区分性,即可抵抗关键词猜测攻击. 进一步地,给出搜索模式隐私性的定义,确保敌手无法仅通过陷门来判断2次搜索是否针对同一关键词,从而避免向外部敌手泄露部分隐私. 此外,所提方案具有易扩展的优势,很容易被扩展为支持复杂搜索功能或者具备其他增强隐私保护性质的方案,如前向安全. 作为示例,给出了多关键词搜索、搜索能力分享这2个功能扩展方案以及具备前向安全性的扩展方案的简单介绍. 真实环境中的实验表明,与其他对比方案相比,所提方案在效率上同样具有出色的表现.

     

区块链上基于云辅助的属性基可搜索加密方案

可搜索加密技术在不解密的情况下搜索加密数据.针对现有的可搜索加密技术没有考虑数据用户细粒度搜索权限的问题,以及现有的可搜索加密方案中因云存储的集中化对数据安全和隐私保护带来的问题,提出了区块链上基于云辅助的属性基可搜索加密方案.该方案利用可搜索加密技术实现加密数据在区块链上的安全搜索,利用基于属性的加密技术实现数据的细粒度访问控制,利用区块链不可篡改的特性确保关键字密文的安全.在该方案中属性基加密技术用来加密关键字,区块链上存储关键字密文,云服务器上存储关键字密文和数据密文.基于困难问题假设,证明该方案能够保证关键字密文和陷门的安全性.数值实验结果表明:该方案在密钥生成阶段、陷门生成阶段、关键字搜索阶段具有较高的效率.     

群组内基于区块链的匿名可搜索加密方案

公钥可搜索加密技术不仅可以保护云存储中用户的数据隐私,还可以提供数据在不解密的条件下进行密态数据搜索的功能。针对群组内用户进行密文安全搜索的需求,本文以群组为单位使用基于身份的广播加密进行数据的加密与密钥封装,以基于身份的可搜索加密构造关键词密文及关键词陷门,提出了一种群组内的公钥可搜索加密方案,保证了只有群组内的授权用户才可以进行安全搜索并解密数据。此外,为保护用户的身份隐私,通过构造匿名身份,避免了因云服务器好奇行为而造成的用户身份泄露问题。同时,在按需付费的云环境中,为了防止云服务器向用户返回部分或不正确的搜索结果,文章结合区块链技术,使用区块链作为可信第三方,利用智能合约的可信性,在用户验证搜索结果正确后向云服务器支付搜索费用,解决了用户与云服务器之间的公平支付问题。并加入了违规名单机制,防止恶意用户对系统可用性造成影响。在安全性方面,通过基于判定性双线性Diffie-Hellman问题与判定性Diffie-Hellman问题进行安全性分析,证明了在随机谕言机模型与标准模型下方案满足关键词密文与关键词陷门的不可区分性。最后,通过功能对比表明本方案有较强的实用性,利用Charm-crypto密码库对方案进行效率对比,其结果表明本方案与其他相关方案相比具有较低的计算以及通信开销。     

支持隐私保护的可验证云端数据分享方案

随着移动互联网技术的飞速发展,海量数据将存储在远程云服务器,由此带来外包云存储敏感数据的搜索与安全共享问题。基于椭圆曲线设计公钥可搜索加密算法,提出云存储系统中支持隐私保护的可验证数据分享方案。在该方案中,数据发送方结合消息认证码技术,使用自己的私钥和数据接收方的公钥产生关键词对应的密文,数据接收方结合消息认证码技术,使用自己的私钥和数据发送方的公钥产生搜索陷门,从而云服务器可以对关键词密文和搜索陷门进行快速匹配测试。该方案可保证云端存储数据的机密性,实现对外包云存储数据的可搜索功能,并在选择关键词攻击下满足密文不可区分性与搜索陷门不可区分性,抵抗内部关键词猜测攻击。此外,为防止云服务器出现恶意欺骗或返回不正确的搜索密文行为,引入云审计的设计思想,对存储在云端的密文数据进行完整性验证。性能分析与比较结果表明,该方案云端加密数据分享过程耗时仅为2.17 ms,与PEKS、PAEKS、dIBAEKS、CLEKS方案相比效率提升39.98%以上,更有利于部署在资源受限的智能终端设备。     

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。     

对公钥可搜索加密中内部关键词猜测攻击的研究

近年来, 随着云计算技术的发展和数据隐私保护的要求不断提高, 密码学作为保护信息安全的一种必要手段, 在生活中应用得越来越广泛。 其中可搜索加密技术广受青睐, 因为它不仅能够保护用户数据的隐私性, 而且还可以实现用户对加密数据进行关键词搜索的功能。 后续的很多研究者丰富了可搜索加密的功能和性质, 但是也还存在着关键词攻击等问题亟待解决。 因为敌手一旦获得了关键词就会威胁到密文数据文件的安全, 而且也可能泄露数据接收者的搜索偏好和个人身份等隐私信息, 所以解决关键词猜测攻击问题是非常有意义而且十分重要的。 目前对于抵抗外部敌手的离线关键词猜测攻击的研究已经日渐成熟,但是对于抵抗内部敌手的离线关键词猜测攻击还有待进一步深化完善。本文阐述了内部关键词猜测攻击的机理, 指出敌手可以进行内部关键词猜测攻击的主要原因在于云服务器可以得到关键词密文和陷门信息, 并且可以自由地做关键词密文和陷门信息的匹配测试。 然后梳理了近年来抗内部关键词猜测攻击的常见解决方案, 主要包括使用双服务器模型、 认证服务器模型、 见证关键词模型、 指定发送者模型、 模糊关键词模型等五类解决方案,并深入总结和比较了五类方案, 归纳出了解决内部关键词猜测攻击的一般思路, 并指出未来抵抗内部关键词猜测攻击将会成为公钥可搜索加密方案的一种基本属性, 要解决内部关键词猜测攻击就必须从服务器可以生成密文、 获取陷门和独立运行测试算法三个方面入手, 最后提出了现阶段内部关键词猜测攻击需要解决的问题以及未来的三个研究思路, 能够为进一步解决公钥可搜索加密中的内部关键词猜测攻击问题有所帮助, 使得公钥可搜索协议真正为实际所用。     

对区块链中数据隐私保护的可搜索加密设计

区块链的每个节点都具备资源访问的权限,以明文存储的方式不能够确保数据的机密性。为解决区块链中的数据查找隐私暴露的问题,本文设计一项可搜索加密的区块链设计方案。该方案将区块链技术和可搜索加密相结合,并采用智能合约充当可靠的第三方搜索工具,从而限制了服务器在下发数据时的恶意行为,有效地解决了区块链存在的数据检索和隐私泄露等问题。     

基于区块链的多关键字属性基可搜索加密方案

云存储服务的出现可将文件上传至云服务器,节约了本地的信息存储空间以及管理开销。文件以明文的形式存储显然无法满足隐私保护和安全需求,但若将加密后的文件上传至云服务器,将失去搜索原文件的能力。因此,可搜索加密技术的出现解决了用户如何在文件不解密的情况下搜索加密数据。目前现有的单关键字可搜索加密方案会产生许多与检索内容不符合的信息,没有考虑数据用户细粒度搜索权限和搜索效率,以及因云存储的集中化带来的数据安全和隐私保护等问题。针对以上问题,该文提出了基于区块链的多关键字属性基可搜索加密方案。该方案使用多关键字可搜索加密技术实现了加密数据的有效搜索;利用基于属性的加密技术实现加密数据的细粒度访问控制;结合区块链的智能合约技术,经过多笔交易获得搜索结果。并且利用区块链的不可篡改性,满足了方案中相关性质的公平性,保证了在方案中三方的公平性和安全性并进行了相关分析。在随机预言机模型下,基于困难问题假设证明了方案的关键字安全及陷门安全,即所提方案满足在选择关键字攻击下的关键字密文不可区分性安全和陷门不可区分性安全。最后通过数值分析表明该方案在关键字密文生成阶段和关键字搜索阶段具有较高的效率。并展望了在未...     

医疗大数据隐私保护多关键词范围搜索方案

随着医疗信息系统的急速发展,基于医疗云的信息系统将大量电子健康记录(EHRs)存储在医疗云系统中,利用医疗云强大的存储能力和计算能力对EHRs数据进行安全与统一的管理.尽管传统加密机制可以保证医疗数据在半诚实云服务器中的机密性,但对加密后的EHRs数据执行安全、快速、有效的范围搜索,仍是一个有待解决的关键问题.提出一种...     

加密电子病历数据共享方案

为了实现电子病历数据的细粒度访问控制以及安全存储与共享,提出了一种基于属性的云链协同存储的电子病历共享方案。该方案用对称加密算法加密电子病历,用基于密文策略的属性基加密算法加密对称密钥,用可搜索加密算法加密关键字。电子病历密文存储在医疗云上,安全索引存储在联盟链上。该方案使用可搜索加密技术实现关键字的安全搜索,使用代理重加密技术实现用户属性的撤销。经安全性证明,该方案能够实现密文的安全性和关键字的安全性。数值模拟实验结果表明,该方案是有效的。     

基于区块链的电子病历数据共享方案

以区块链为数据存储平台的电子病历系统是当下研究的热点. 存储在区块链上的数据是不可变的, 这加强了数据的安全性. 提出了一个基于区块链的电子病历数据共享方案, 实现了患者和第三方数据用户在不侵犯患者隐私的前提下共享患者电子病历. 使用私有链与联盟链构造方案的系统模型, 医院服务器上存储患者的电子病历密文, 私有链上存储患者病历密文的哈希值和关键字索引, 联盟链上存储由关键字索引构成的安全索引. 同时利用可搜索加密技术实现了联盟链上对关键字的安全搜索, 运用代理重加密算法实现了第三方数据用户对患者电子病历的共享. 通过数值实验对方案进行了性能评估.     

车载自组网中基于属性的可搜索加密和属性更新

目前,车载自组网(VANET)在汽车行业和研究领域都得到了极大的关注,尤其是在用户的隐私保护方面.雾计算是云计算的延伸,它能够有效的减小网络延迟,其反应性更强.相较云计算,使用雾计算减少了发送到云端和从云端发送的数据量,安全风险也得到了进一步的降低.由于基于密文策略的加密(CP-ABE)适用于存储在云上的数据的细粒度的...     

云环境下基于属性的多关键字可搜索加密方案

可搜索加密技术可在不解密数据密文的同时实现密文关键字的检索,很好地保护了数据存储方的隐私.针对目前大多数可搜索加密方案无法支持用户自定义搜索策略的问题,提出了一种安全、高效、可支持任意表达的基于属性可搜索加密方案.该方案首先基于LSSS搜索结构,支持任意合取、析取或单调布尔表达式的多关键字搜索策略,用户使用私钥为LSS...     

Trusted data sharing with flexible access control based on blockchain

Along with the progress of cloud service, a growing quantity of data owners store their data on cloud databases, which can not only reduce data owners’ storage cost but also provide a quick search function. However, while cloud storage brings some conveniences to users, new privacy problems may emerge, such as the leakage of data privacy and user’s query privacy. The best way of protecting data privacy is to encrypt the data. So how to efficiently retrieve the ciphertext to make it available becomes a hot issue in recent years. In this paper, new searchable encryption with multiple keywords is described, it can improve the accuracy of retrieval results, and we present a secure and trusted data sharing framework based on attribute-based encryption (ABE), searchable encryption, and blockchain. Unlike the previous studies, we realize flexible data sharing by using ABE. Furthermore, we transfer the related calculation of ciphertext retrieval to blockchain for credible execution without relying on any trusted third party. The security analysis proves that our method meets the proposed security requirements of data, keyword index, trapdoor, and query. Finally, the experimental results indicate that our scheme suggested has certain practicability and efficiency.