面向网络内容隐私的基于身份加密的安全自毁方案

针对网络内容生命周期隐私保护问题,结合多级安全、基于身份的加密(Identity-Based Encryption,IBE)和分布式Hash表(Distributed Hash Table,DHT)网络,提出了一种面向网络内容隐私的基于身份加密的安全自毁方案.为了实现密文安全,将网络内容划分为不同安全等级的隐私内容块,经对称密钥加密转变为原始密文;借助耦合和提取方法,将原始密文变换为耦合密文并进一步分解成提取密文和封装密文,然后将封装密文保存到存储服务提供商.为进一步保护网络内容过期后的隐私安全,对称密钥经IBE加密后的密文与提取密文一起经拉格朗日多项式处理生成混合密文分量并分发到DHT网络中.当超过生存期限,DHT网络节点将自动丢弃所存密文分量,从而使对称密钥和原始密文不可恢复,实现网络内容安全自毁.综合分析表明,与已有方案相比,该方案满足设计目标,不仅能抵抗传统密码分析攻击和蛮力攻击,还能抵抗DHT网络的跳跃和嗅探等Sybil攻击.     

云计算中一种安全的电子文档自毁方案

针对长期存储在云端定时发布的电子文档容易导致隐私信息泄露的问题,提出基于身份的定时发布加密文档自毁方案.该方案首先采用对称密钥加密电子文档,其密文经过提取算法变为提取密文和封装密文;然后采用基于身份定时发布加密(identity-based timed-release encryption,ITE)算法加密对称密钥,其密文结合提取密文产生密文分量并分发到分布式Hash表(distributed Hash table,DHT)网络,封装密文被封装成电子文档自毁对象后存储在云端.仅当到达预订的发布时间时,授权用户才能访问受保护的电子文档;且当超过一定的时间期限时,分布式Hash表网络将自动丢弃所存密文分量,使得原始密钥不可恢复,实现电子文档安全自毁.安全分析表明,该方案能够同时抵抗来自云端的密码分析攻击和来自DHT网络的Sybil攻击;实验结果表明,该方案的计算代价要小于已有方案,具有较高的效率.     

支持K-近邻搜索的移动社交网络隐私保护方案

聚焦移动社交网络特征和用户隐私保护的多元需求,本文首次提出一种支持K-近邻搜索的移动社交网络隐私保护方案.方案首先构建融合细粒度访问控制的位置隐私安全模型,在此模型下设计面向移动终端的轻量级位置加密算法,并基于同态加密机制以及安全多方计算思想设计位置密文重加密协议以及K-近邻搜索协议,从而构建安全可信的协同搜索架构,保...     

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。     

移动云计算中基于身份的轻量级加密方案

针对移动云计算中数据安全和移动用户的隐私保护问题,结合在线离线和外包解密技术,对基于身份加密机制（IBE）中加密和解密算法进行扩展,提出了一种可外包解密的基于身份在线离线加密方案,并证明其安全性,构造出适合于移动云计算环境中轻量级设备保护隐私数据的方案。为了减少移动终端运行IBE的加密和解密开销,利用在线离线技术将IBE的加密分解为离线和在线两个阶段,使得移动设备仅需执行少量简单计算即可生成密文;在此基础上,利用外包解密技术,修改IBE的密钥生成算法和解密算法,增加一个密文转化算法,将解密的大部分复杂计算外包给云服务器,移动设备仅计算一个幂乘运算即可获得明文。与现有IBE方案的性能相比,该方案具有较少的加解密开销,适合于轻量级移动设备。     

面向云数据库的属性基加密和查询转换中间件

针对云数据库租户隐私数据的加密和查询问题,提出并实现了一种面向云数据库的属性基加密（ABE）和查询转换服务中间件。首先,服务中间件的加解密部件对租户的对称密钥进行属性基加密,生成密文并保存;其次,服务中间件的查询转换部件对查询语句进行转换,使其可在加密后的数据库上正确执行;最后,租户的隐私数据经过对称加密后保存到云数据库。实验结果表明,与未加密数据库的数据写入和查询时间相比,加密数据库的写入时间与其相当,按照查询语句的复杂程度,查询时长增加10%~150%不等。理论分析表明,所采用的代理解密方案是安全的,与传统的基于密钥策略的属性基加密（CP-ABE）方案相比,代理解密方案在时间复杂度上更具优势。     

基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案

为了保障移动节点在使用基于位置的服务时的位置隐私,提出了一种基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案。该方案通过使用随机洋葱路由和混合加密方法相结合的方式来确保移动节点位置隐私和查询请求的安全性。移动节点在向LBS服务器发送查询请求之前,随机在网络中选取若干节点构造一条洋葱路径,查询请求则沿着这条路径上的节点依次转发,直到LBS服务器收到消息为止。然后,LBS将查询结果沿洋葱路径反向发送给发送节点。为了实现发送节点匿名,随机构建的洋葱路径上每一层的地址都使用对称加密和非对称加密相结合的方式进行加密,就这样层层加密生成最终的洋葱路径,路径中的每一跳节点都只能获取到其对应的下一跳节点的地址。LBS服务器和任意的中转节点都无法获知谁是发送节点,确保了发送节点的位置隐私。另一方面,为了保证查询请求和查询结果不被任意的第三方获取,发送节点首先使用一个对称密钥对查询请求进行加密,再使用LBS服务器的公有密钥加密该对称密钥,并将加密后的对称密钥密文附在查询请求密文后发送。LBS服务器同样将加密后的查询结果返回。实验结果表明,随着系统中节点数目的增多,该方案的平均响应时间也随之缓慢增加,不会出现平均响...     

可实现固定用户安全访问移动终端外包数据的非对称代理重加密系统

为实现固定用户安全共享移动终端的加密数据,提出了跨加密系统的非对称代理重加密系统。在该系统中,计算能力有限的移动终端使用相对简单的基于身份的加密系统,而服务器和固定用户使用较复杂的基于身份的广播加密系统。该系统基于密文转换机制,使移动终端简单的IBE密文被代理者转换成复杂的IBBE密文,同时代理者不会得知明文的任何信息。该方案的安全性可以归约到底层的IBE和IBBE方案的安全性。理论和实验分析表明,该方案可实现移动终端只需很少的资源便能让固定用户安全地共享其加密数据。     

基于双层加密和密钥共享的云数据去重方法

数据去重技术在云存储系统中的广泛应用,可以有效地节省网络通信带宽,提高云服务器的存储效率.随着信息安全问题的日益凸显,用户对于数据隐私的重视程度越来越高.为保护数据隐私,用户普遍将数据加密后上传至云服务器.相同的数据经过不同用户加密后得到不同的密文,使得云服务器难以进行数据重复性检测.如何在保护数据隐私的前提下,实现云存储中加密数据的去重,成为研究的热点问题.现有方案大多借助可信第三方实现云数据安全去重,但可信第三方在现实应用中极难部署,且易成为系统瓶颈.提出一种基于双层加密和密钥共享的云数据去重方案,无需可信第三方参与,实现云存储中加密数据的安全去重.通过划分数据流行度,对隐私程度较高的非流行数据采用双层加密机制进行保护.内层为收敛加密,外层为对称加密.借助门限秘密共享机制,将外层加密使用的加密密钥保存到多个密钥管理服务器,实现不同用户间的密钥共享.对隐私程度不高的流行数据,采用简单高效的收敛加密.安全性分析与性能对比体现本文的方案具有较高的安全性与执行效率.通过仿真实验,验证了方案的可行性和高效性.     

面向手机短信的隐私保护方案

针对手机短信存在的用户隐私泄露问题,设计一种面向手机短信的隐私保护方案.本方案结合非对称加密技术,通过使用信息接收者的公钥对原始短信进行加密获得短信密文,并结合预设的生命周期信息封装成短信自毁对象(Message Self-destructing Object,MSO)并通过运营商发送给接收者,接收者接收到MSO后对其生命周期进行验证,只有当前时间处于其生命周期内时,才能进一步使用其私钥对短信密文进行解密获取原始短信内容,一旦超过MSO的生命周期,则MSO将被自动删除以保护用户隐私安全.实验分析表明,本方案能够有效保护用户手机短信的隐私安全,实现生命周期控制并自动删除过期短信,并且对硬件系统要求低,开销合理,适合在人们日常生活中进行推广使用.     

区块链与可搜索加密结合的电子病历共享方案

电子病历（Electronic Medical Record,EMR）数据的共享被认为是提高医疗服务质量和降低医疗成本的关键方法。然而,EMR分散存储在各个医疗机构中,这阻碍了数据共享,并使患者的隐私面临风险。为了解决这些问题,提出了一个基于区块链的EMR隐私保护数据共享方案。将原始EMR安全地存储在私有链中,而将关键词索引保存在联盟链中,从而有效降低医疗数据泄露的风险,并保证EMR的不可篡改性。利用布尔函数改进基于密文策略属性的关键字搜索算法,用属性上的布尔公式指定表达性访问策略,有效优化了带宽和通信消耗,并引入了门限签名机制,有效地缩短了密文长度。使用私有链服务器执行配对操作,使得搜索速度更快。通过公共验证者检查搜索结果,保证了数据安全并降低了计算开销。安全性和性能分析的结果表明,该方案是实现EMR数据共享的一种安全有效的方法,可减轻用户设备的额外计算负担,最小化带宽和通信消耗。     

基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案

为了解决传统车联网设备安全性相对较低可能威胁到用户隐私的问题,提出了一种基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案。此方案将由二级节点组成的验证服务添加到所提模型中,以实现模型中角色的权限控制。为了记录车联网设备信息,设计基于同态加密（HEBDS）新的块数据结构,使隐私数据可以经过 Paillier 加密算法处理后再写入区块,并由获得记账权的网关节点写入区块链网络。该方案实现了数据在密文状态下的处理,弥补了区块链网络中全部数据公开的不足。通过对该方案的安全性分析,证明此方案具有不可伪造、隐私数据安全等特性。该方案通过对隐私数据的同态加密处理再上传区块链网络,实现隐私数据以密文状态分发、共享和计算,比传统车联网模型更能有效保护用户隐私。     

属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案

传统的数据存储方式往往采用集中式架构,这种集中式存储架构容易产生信任和安全问题.文章提出一种属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案,将对称加密算法和属性基加密算法结合,实现了数据所有者对数据的细粒度访问控制,保障了数据所有者的隐私保护权利.同时,文章将区块链技术和分布式存储相结合,区块链上仅存储数据及密文位置的哈...     

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。     

混合云环境下基于属性的密文策略加密方案

针对现有云存储的数据和访问控制的安全性不高,从而造成用户存储的敏感信息被盗取的现象,结合现有的基于密文策略属性加密（CP-ABE）方案和数据分割的思想,提出了一个基于混合云的高效数据隐私保护模型。首先根据用户数据的敏感程度将数据合理分割成不同敏感级别的数据块,将分割后的数据存储在不同的云平台上,再根据数据的安全级别,进行不同强度的加密技术进行数据加密。同时在敏感信息解密阶段采取“先匹配后解密”的方法,并对算法进行了优化,最后用户进行一个乘法运算解密得到明文。在公有云中对1 Gb数据进行对称加密,较单节点提高了效率一倍多。实验结果表明：该方案可以有效保护云存储用户的隐私数据,同时降低了系统的开销,提高了灵活性。     

一种面向隐私保护的密文检索算法

针对移动云计算环境下数据外包所带来的安全问题,为了保证数据的安全性和密文检索的效率,通过改进传统的密文检索结构,增加私有云索引服务器以实现索引文件与密文文件的存储分离,并在此基础上提出了一种面向隐私保护的密文检索算法。考虑到移动设备的弱计算能力,算法采用对称可搜索加密的方式以减少计算开销,并以Trie树作为索引结构以提高检索效率,同时支持对检索结果排序。理论分析与实验结果表明,该算法能够实现对用户的隐私保护,并具有较好的存储空间和检索时间的性能。     

高效且可验证的多授权机构属性基加密方案

移动云计算对于移动应用程序来说是一种革命性的计算模式,其原理是把数据存储及计算能力从移动终端设备转移到资源丰富及计算能力强的云服务器.但是这种转移也引起了一些安全问题,例如,数据的安全存储、细粒度访问控制及用户的匿名性.虽然已有的多授权机构属性基加密云存储数据的访问控制方案,可以实现云存储数据的保密性及细粒度访问控制;但其在加密和解密阶段要花费很大的计算开销,不适合直接应用于电力资源有限的移动设备;另外,虽然可以通过外包解密的方式,减少解密计算的开销,但其通常是把解密外包给不完全可信的第三方,其并不能完全保证解密的正确性.针对以上挑战,本文提出了一种高效的可验证的多授权机构属性基加密方案,该方案不仅可以降低加密解密的计算开销,同时可以验证外包解密的正确性并且保护用户隐私.最后,安全分析和仿真实验表明了方案的安全性和高效性.     

基于属性加密的多用户共享ORAM方案

不经意随机访问机（ORAM）是保护用户访问行为隐私安全的关键技术之一,但现有ORAM方案主要针对单用户访问需求,不支持多用户之间的数据共享。结合Ring ORAM方案和属性加密（ABE）技术,设计并实现了一种基于属性加密的多用户共享ORAM方案ABE-M-ORAM。该方案利用属性加密实现了细粒度的访问控制,既保护了用户访问行为的安全,又实现了用户之间便捷的数据共享。理论分析和仿真实验证明该方案具有较高的安全性、实用性以及较好的访问性能。