基于可截取签名和属性加密的云存储访问控制方案

现有的云存储访问控制方案只能根据用户属性的不同发送不同的消息,因而消息利用率不高。针对这一缺陷,首先设计了一个基于ElGamal的可截取签名方案,然后基于该可截取签名方案结合属性加密体制提出了一种新的云存储访问控制方案。新方案在实现数据加密的同时,提供了细粒度的访问控制,将符合属性的子消息发送给相应的用户,提高了消息的利用率,具有更强的应用性。     

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。     

基于属性群的云存储密文访问控制方案

提出一种基于属性群的云存储密文访问控制方案。采用对称加密算法加密大型数据文件,并用属性加密算法加密对称密钥,将重加密的任务转移到云服务提供商,从而降低数据拥有者的计算代价,且未向云服务提供商泄露额外信息。在属性和用户权限撤销时,以同一属性集下的不同用户为单位,数据拥有者不参与属性和用户权限的撤销,从而减轻数据拥有者的权限管理代价。分析结果表明,该方案在权限撤销时的效率优于已有的密文访问控制方案,支持细粒度的灵活访问控制策略,具有数据机密性、抗合谋攻击性、前向保密性和后向保密性。     

云存储密文访问控制方案

提出了一种在基于密文策略的属性加密(ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE)应用场景下,在云存储中实现高效、精细、灵活的密文访问控制的方案。新方案通过引入密钥分割技术和代理重加密技术,在权限撤销时将部分重加密工作转移给云服务提供商执行,大大降低了数据属主的计算代价。与现有方案相比,新方案不仅能够支持多种门限的精细的访问控制策略,而且在权限撤销时,既可以属性集为单位,又可以同一属性集下不同用户为单位。最后分析了方案的安全性,并测试了运行效率。实验结果表明,新方案明显优于一般方案,特别是考虑云存储及多用户情况下,新方案的优势更加明显。     

Secure and efficient data collaboration with hierarchical attribute-based encryption in cloud computing

With the increasing trend of outsourcing data to the cloud for efficient data storage, secure data collaboration service including data read and write in cloud computing is urgently required. However, it introduces many new challenges toward data security. The key issue is how to afford secure write operation on ciphertext collaboratively, and the other issues include difficulty in key management and heavy computation overhead on user since cooperative users may read and write data using any device. In this paper, we propose a secure and efficient data collaboration scheme, in which fine-grained access control of ciphertext and secure data writing operation can be afforded based on attribute-based encryption (ABE) and attribute-based signature (ABS) respectively. In order to relieve the attribute authority from heavy key management burden, our scheme employs a full delegation mechanism based on hierarchical attribute-based encryption (HABE). Further, we also propose a partial decryption and signing construction by delegating most of the computation overhead on user to cloud service provider. The security and performance analysis show that our scheme is secure and efficient.     

云存储环境下可撤销属性加密

属性加密方案在云存储中得到了越来越广泛的应用,它能够实现细粒度的访问控制.但是在原始的属性加密方案中,解决动态的用户与属性撤销,是当前面临的重要挑战.为了解决这一问题,提出了一个密文策略的属性加密方案,该方案能够实现属性级的用户撤销,即若用户的某个属性被撤销,不会影响该用户其他合法属性的正常访问.在该方案中,若用户的某个属性被撤销,那么将基于设计的广播属性加密方案对被撤销属性对应的密文进行更新,只有属性集合满足密文访问策略且未被撤销的用户才能够成功地进行密钥更新而解密密文.该方案基于q-Parallel Bilinear Diffie-Hellman Exponent假设实现了标准模型下的可证明安全性,安全性较高.另外,该方案将属性撤销的相关操作托管给云存储中心执行,大大减轻了属性授权的计算负载.最后对方案进行了性能分析与实验验证,实验结果表明：与已有相关方案相比,虽然为了实现属性撤销,增加了云存储中心的计算负载,但是不需要属性授权的参与,因此降低了属性授权的计算负载,而且用户除了密钥外不需要其他额外参数来实现属性撤销,因此大大节省了存储空间.     

支持撤销的外包加解密CP-ABE方案

属性基加密（attribute-based encryption,ABE）方案在云存储中得到了越来越广泛的应用,它能够实现细粒度的访问控制,但是现有的大多数ABE方案存在撤销方案效率低、开销大的问题。为了解决这一问题,提出一种更高效、细粒度的支持属性撤销的属性基加密方案。该方案将部分加解密运算外包给代理服务器,从而降低用户的加解密计算量。同时还提出了一种有效的属性撤销方法,该方法只需更新与撤销属性相关联的密文和用户密钥,所以属性撤销的代价很小。并结合了双因子身份认证机制,提高算法的安全性。该方案基于DBDH假设,在标准模型下被证明是安全的。     

An efficient and secure approach for a cloud collaborative editing

The demand for cloud-based collaborative editing service is rising along with the tremendously increased popularity in cloud computing. In the cloud-based collaborative editing environment, the data are stored in the cloud and able to be accessed from everywhere through every compatible device with the Internet. The information is shared with every accredited user in a group. In other words, multiple authorized users of the group are able to work on the same document and edit the document collaboratively and synchronously online. Meanwhile, during the whole collaborative editing process, the encryption technique is eventually applied to protect and secure the data. The encryption for the collaborative editing, however, could require much time to operate. To elevate the efficiency of the encryption, this study first analyzes the text editing in the collaborative service and presents a framework of the Red–Black tree, named as rbTree-Doc. The rbTree-Doc can reduce the amount of data to be encrypted. Although the trade-off for creating the Red–Black tree introduces extra cost, the experimental results of using rbTree-Doc in text editing operations, such as insertion and removal, show improved efficiency compared with other whole-document encryption strategy. Using rbTree-Doc, the efficiency is improved by 31.04% compared to that 3DES encryption is applied and by 23.94% compared to that AES encryption is applied.     

一种大属性域版本控制的云安全用户属性动态撤销策略

密文策略属性基加密(ciphertext-policy attribute-based encryption, CP-ABE)作为一种一对多的数据加密技术,因能实现密文数据安全和细粒度的权限访问控制而引起学术界的广泛关注。尽管目前在该领域已取得了一些研究成果,然而,大多数CP-ABE方案均基于小属性域,系统属性同时被多个用户共享而难以实现动态的属性撤销,现有的属性撤销机制在功能复杂性、计算高效性、以及抗合谋攻击安全性方面存在的问题都成为它在实际应用中的障碍。针对上述问题,提出一种大属性域版本控制的云安全用户属性动态撤销策略。该方案在密文策略属性加密中构造属性及用户版本密钥,通过更新属性版本密钥实现用户属性撤销,更新用户版本密钥实现用户撤销。由此避免了基于重加密实现撤销带来的计算和通信开销。该方案基于q-DBPBDHE假设,在随机预言模型下证明是静态性安全的。最后,对方案进行了性能分析与实验验证,实验结果表明:在保证密文前后向安全性的前提下,该方案可以实现动态的用户属性撤销和用户撤销且可以抵制多重合谋攻击,较同类方案本文方案具有较优的功能特性和计算效率。此外,所提方案基于大属性域,在实际...     

云环境下的基于属性和重加密的密钥管理

在云计算环境中如何安全地存储数据是云计算面临的挑战之一。加密是解决云计算中数据存储安全问题最主要的方法,而加密的一个保密性问题是密钥管理。提出了云环境下的基于属性和重加密的密钥管理方案。云服务提供商对不同用户进行重加密时,可以一次为一组用户重加密,从而减少了重加密的个数。数据拥有者可以对组用户生成和发送重加密密钥,而数据请求者可以使用属性集对应的一个密钥解密多个数据拥有者的数据,从而能减少两者的密钥发送量,降低密钥管理的难度,提高方案的效率。最后,对方案的安全性和性能进行了分析     

基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案

云存储服务中,用户将数据存储在不可信的云储存服务器上,为检查云存储中服务提供商(CSP)是否按协议完整地存储了用户的所有数据副本,提出一种 支持对数据副本进行动态操作 的基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案, 即DMR-PDP方案。该方案为实现多副本检查,将文件块以文件副本形式存储在云服务器上,将各副本编号与文件连接后利用Paillier密码系统生成副本文件以防止CSP各服务器的合谋攻击。利用BLS签名实现对所有副本的批量验证。将文件标志和块位置信息添加到数据块标签中,以保证本方案的安全性,支持对文件的动态更新操作。安全性分析和仿真实验结果表明,该方案在安全性、通信和计算开销方面的性能优于其他文献提出的方案,极大地提高了文件存储和验证的效率,减少了计算开销。     

A secure re‐encryption scheme for data services in a cloud computing environment

Cloud computing as a promising technology and paradigm can provide various data services, such as data sharing and distribution, which allows users to derive benefits without the need for deep knowledge about them. However, the popular cloud data services also bring forth many new data security and privacy challenges. Cloud service provider untrusted, outsourced data security, hence collusion attacks from cloud service providers and data users become extremely challenging issues. To resolve these issues, we design the basic parts of secure re‐encryption scheme for data services in a cloud computing environment, and further propose an efficient and secure re‐encryption algorithm based on the EIGamal algorithm, to satisfy basic security requirements. The proposed scheme not only makes full use of the powerful processing ability of cloud computing but also can effectively ensure cloud data security. Extensive analysis shows that our proposed scheme is highly efficient and provably secure under existing security model. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

支持用户权限动态变更的可更新属性加密方案

属性加密在实现云数据细粒度安全共享方面具有较大优势.由于云存储中用户访问权限动态变化,当属性或用户私钥撤销时,数据重加密是保证密文前向安全性的有效方法,但相应的计算开销及数据上传下载的通信开销过大.针对上述问题,提出一种支持用户权限动态变更的可更新属性加密方案(updatable attribute-based encryption scheme supporting dynamic change of user rights, SDCUR-UABE).通过在密文策略属性加密中构造属性及用户版本密钥,在撤销用户属性时只需更新用户私钥对应的转换密钥构件;撤销系统属性时需要更新属性版本密钥来实现对密文密钥部分构件的可替换更新;撤销用户私钥时只需更新用户版本密钥.由此避免了基于数据重加密实现密文更新带来的巨大计算开销及通信开销.此外,在方案构造中利用密钥分割实现数据解密外包来降低用户的解密开销.理论分析及实验验证表明：在保证密文前向安全性的前提下,该方案能够有效解决云存储系统中用户权限动态变更时密文更新的计算效率与通信开销问题,同时减轻了用户解密的计算量.     

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。     

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.     

移动云环境下高效属性基加密方案研究

目前适应移动云的属性基加密研究主要集中在单一机构,并不满足现实中的属性授权情况。针对以上问题提出了一个新的多机构属性基加密方案,该方案无中央权威,各授权机构可互不影响,分发的属性可添加;利用预计算、外包解密的方法降低用户端的计算开销;方案在随机预言模型下证明是静态安全的。实验结果表明,移动端在云环境下实施数据共享时,该方案可以减少移动设备端20%的计算开销,更符合于移动云环境实际应用场景。     

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。     

基于身份的组用户数据完整性验证方案

云存储系统为用户提供大容量、高访问效率、价格合理的存储服务.然而,使用云存储服务的用户,一旦将文件上传至CSP （cloud server provider）,便失去了数据的绝对控制权.众所周知,CSP并不可靠.因此,云上存储的数据是否完整,成为值得深入探讨的问题.在公共云存储环境中,将公司、机构或组织定义为一个组,组内由负责人进行管理.组内用户为便于使用云存储服务,可借助于组负责人进行统一操作.这种场景下,为解决位于同一组内的用户数据完整性验证问题,提出了一个组用户数据完整性验证方案.为协助组内用户进行一系列操作,方案提出了代理这一实体.方案基于IBE （identity-based encryption）进行标签的设计,摆脱了复杂的证书管理问题.在数据完整性验证阶段,通过采用随机抽样的方式,减少了系统的性能开销.借助于随机预言机模型,该方案被证明是安全的.且通过的一系列的性能分析与评估,验证了该方案是可行的.     

基于门限属性加密的安全分布式云存储模型

针对云存储存在越来越多的安全问题,设计了一种新的基于门限属性加密的安全分布式云存储模型。该模型由加密、存储、解密三个阶段组成且均具有分布式特点。利用基于属性加密体制不仅提高数据存储的安全性,而且多属性服务器的模式也使得该模型能支持门限解密功能及任意个属性服务器的加入与撤出问题;在存储阶段使用的分布式删除码可充分保障模型的健壮性,且该模型能抵抗共谋攻击。在一些特有云环境中,该模型可向用户提供较好的安全云存储服务。