云中可动态更新的属性基代理重加密方案

代理重加密是在保证重加密授权者私钥安全的前提下进行密文转换的操作,实现了云中数据的动态共享。而在基于属性的代理重加密方案中,其代理方可以在不泄露明文数据的前提下,将访问策略下的密文经过重加密转换为不同的访问策略下的密文,完成密态数据的安全外包计算。现有的属性代理重加密方案只是实现了密文策略的更新变换,存在着实用性低,计算量大等缺点。为了满足用户权限的动态更新,以及传统属性加密体制中用户离线后不能向他人提供解密能力的问题,本文提出了一种云中可动态更新的属性基代理重加密方案。通过在系统公开参数中加入用户集合信息并利用属性撤销技术,分别实现了用户集合与属性集合的动态更新,以保证用户权限的动态更新,并且该方案满足单向性、非交互性、非传递性、非转移性和可验证性等特点。此外,利用离线加密技术将加密操作分成两步实现,大量的辅助计算在离线阶段进行,降低了用户客户端在线加密的计算开销。同时,受理者可以对代理重加密密文进行验证操作,避免数据遭受第三方破坏。安全性方面,在标准模型和判定性q阶双线性Diffie-Hellman假设下,证明了本方案具有选择明文攻击下的密文不可区分性且可抵抗同谋攻击。最后,通过效率分析发现,本方案的在线加密阶段计算量较小且用户的密钥和密文存储开销低,具有良好的实用性。     

一种面向云存储的动态授权访问控制机制

云存储是一种新型的数据存储体系结构,云存储中数据的安全性、易管理性等也面临着新的挑战.首先,云存储系统需要为用户提供安全可靠的数据访问服务,并确保云端数据的安全性.为此,研究者们针对云存储中数据结构复杂、数据存储量大等特点提出了属性加密(attribute-based encryption,ABE)方案,为云储存系统提供细粒度的密文访问控制机制.在该机制中,数据所有者使用访问策略表示数据的访问权限并对数据进行加密.但数据的访问权限常会因各种原因发生改变,从而导致云中存储密文的频繁更新,进而影响数据的易管理性.为避免访问权限管理造成大量的计算和通信开销,提出了一种高效、安全、易管理的云存储体系结构:利用ABE加密机制实现对密文的访问控制,通过高效的动态授权方法实现访问权限的管理,并提出了不同形式的访问策略之间的转换方法,使得动态授权方法更为通用,不依赖于特定的访问策略形式;针对授权执行者的不同,制定了更新授权、代理授权和临时授权3种动态授权形式,使得动态授权更为灵活、快捷;特别地,在该动态授权方法中,授权执行者根据访问策略的更改计算出最小增量集合,并根据该增量集合更新密文以降低密文更新代价.理论分析和实验结果表明,该动态授权方法能减小资源的耗费、优化系统执行效率、提高访问控制机制灵活性.     

基于RCE的云存储动态所有权管理数据去重方案

数据去重技术在云存储中应用广泛,通过存储数据的一个副本节省存储空间、降低通信开销。为了实现安全的数据去重复,收敛加密以及其很多变体相应被提出,然而,很多方案没有考虑所有权改变和所有权证明（PoW）问题。提出一种安全高效的动态所有权管理去重方案,通过更新组密钥对密钥密文进行重加密实现云用户所有权撤销后的管理问题,阻止撤销所有权的用户正确解密密文,构造了基于布隆过滤器的所有权证明,提出延迟更新策略进一步降低计算开销。分析和实验表明,该方案具有较小的开销,在动态所有权管理中是有效的。     

基于动态信用等级的密文访问控制方案

针对属性基加密机制（ABE）在移动互联网环境中计算开销较大且不够灵活的问题,提出了一种基于动态信用等级的密文策略属性基加密（CP-ABE）方案。首先,该方案引入"信用等级"属性用来标识用户的"信用"并以此划分用户等级,高"信用等级"用户仅需常数级的计算开销即可解密;同时,中央授权中心（CA）在设定的时间阈值评估用户的访问行为并动态更新用户的"信用等级",更新算法避免私钥的完全重新生成。理论分析和实验结果表明,随着高"信用等级"用户占比升高,所提方案系统总时间开销不断减少,最终达到稳定并优于传统方案。该方案在保证安全性的前提下,总体上提高了移动互联网环境中访问控制的效率。     

一种M维几何球形组播密钥批量更新方案

在对组播密钥更新的典型方案分析的基础上,提出一种M维几何球形组播密钥更新方案,组密钥更新时利用了兄弟节点之间协作产生父节点密钥,从而有效降低组密钥更新的通信开销,同时不增加计算开销和存储开销,并能保证更新时的前向安全性和后向安全性.同时,采用批量更新方案,对大量用户的加入和移出进行优化,有效地降低密钥更新的通信开销,仿真结果证明,本文的方案具有较低的通信量,适用于大型动态组播应用场景.     

基于数值分析的匿名大数据访问最优控制算法

为了降低大数据访问对人们生活的影响,减少因数据访问带来的一系列问题,更好地保护用户的隐私,需要对匿名大数据访问进行控制;当前算法是利用Purpose建立匿名大数据访问模型,在原来的K-匿名算法基础上为Purpose匿名数据访问模型构建算法,该算法对公开信息隐私安全涉及较少,对分布式数据隐私的安全保障效果不理想;为此,提出一种基于数值分析的匿名大数据访问最优控制算法;该算法利用MapReduce编程框架对匿名大数据用户的公钥和私钥进行初始化,将计算代理权授权,用户把需要保存的数据以及授权传送给第三方,也就是代理方签名,实现匿名大数据的审计;根据属性群对匿名大数据访问进行控制,系统管理员构建一棵二叉树,通过对称加密算法与属性群路径密钥,加密的群密钥,产生报头消息,根据上述所获结果,管理员对属性群密钥进行生成、更新和分发;实验结果证明,所提算法计算开销、存储开销以及通信开销较低,匿名大数据访问控制的效率高,具有较强的可实践性,为该领域的研究发展提供了支撑。     

改进属性加密结合代理重加密的云计算安全访问控制策略

基于属性的密文加密(Attribute-based Ciphertext Encryption,ABCE)策略是一种在数据外包环境中控制数据访问的最有效方案之一,但策略的更新会限制ABCE策略的执行效率,加大计算开销。针对云计算的数据外包过程,提出一种扩展数据访问能力并提升策略安全性的新方案。针对多权限云中的大数据,结合改进属性加密,提出灵活、安全的访问控制模型;设计基于改进代理重加密的新型策略更新流程,制定高效的策略更新方案,降低计算开销。将该方案与其他方案进行了实验对比,结果验证了该方案在计算效率和数据吞吐量上的优势。     

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...     

智能电网中基于MQTT协议的ABAC访问控制方案

在智能电网环境中,电力运营商和消费者通过智能电表进行大量高精度的用电数据的实时监测,用户机密数据持续暴露于未经授权的访问,在这种传统通信模式下,智能电表对家庭用户能源消耗的细粒度测量造成了严重的隐私安全问题,而现有的静态访问控制方法并不满足智能电网环境基于上下文的动态访问特性。针对此问题,提出一种基于物联网通信协议（MQTT协议）的访问控制方案,通过在MQTT协议中对树型结构的主题列表设计基于ABAC访问控制模型的动态上下文授权策略,并在WSO2系统使用XACML策略语言实现了提出的访问控制方案。性能评估结果表明,该方案能在较低的通信开销内支持动态的访问控制,以解决智能电网中用户的用电信息未经授权而泄露的隐私安全问题。     

基于密文策略属性基加密算法的云存储数据更新方法

针对云计算数据易遭非法窃取和恶意篡改问题,提出一种支持动态更新操作的密文策略的属性基加密方案（DU-CPABE）。首先利用线性分割思想将数据分成固定大小的数据块,然后采用密文策略属性基加密（CP-ABE）算法对各数据块进行加密,最后提出一种Address-Merkle Hash Tree（A-MHT）搜索树结构,借助A-MHT快速定位数据块实现云服务器中数据动态更新。经理论分析验证了方案的安全性,而且在理想信道中的仿真实验结果显示,在更新次数为5时,此方案相比CP-ABE方案的数据更新时间开销平均下降幅度为14.6%。实验结果表明：DU-CPABE方案在云计算服务中数据动态更新这一过程能够有效地减小数据更新的时间开销,同时降低系统开销。     

用户可动态撤销及数据可实时更新的云审计方案

随着云存储的出现,越来越多的用户选择将大量数据存储在远程云服务器上,以节约本地存储资源.如何验证用户远程存储在云端数据的完整性,成为近年来学术界的一个研究热点.虽然现已提出了很多云审计方案,但大多数方案都假设个人和企业在使用云存储系统的整个过程中,用户及其公私钥始终不变,且不能高效地对数据进行实时动态更新.为此,提出一种轻量级的支持用户可动态撤销及存储数据可动态更新的云审计方案.首先,该方案允许用户可高效地动态撤销（包括更换公私钥）,在用户撤销阶段,采用了多重单向代理重签名技术,新用户只需计算重签名密钥,而无需从云端下载数据再重新签名后上传到云端;其次,该方案能够保证数据可实时动态更新（插入、删除、修改）,通过在数据块的身份识别码中引入虚拟索引,数据动态更新时,只有被更新数据块的身份识别码发生变化,其余数据块的身份识别码保持不变;最后,在重签名阶段,云服务器代替新用户进行签名,在审计阶段,第三方审计者代表当前用户对存储在远程云服务器上的数据进行完整性验证,减轻了终端用户的计算开销及系统的通信开销（轻量级）.安全性分析和性能分析进一步说明,该方案是安全的和高效的.     

一种支持分级用户访问的文件分层CP-ABE方案

文件分层的密文策略基于属性的加密（FH-CP-ABE）方案实现了同一访问策略的多层次文件加密,节省了加解密的计算开销和密文的存储开销.然而,目前的文件分层CP-ABE方案不支持分级用户访问,且存在越权访问的问题.为此,提出一种支持分级用户访问的文件分层CP-ABE方案.在所提方案中,通过构造分级用户访问树,并重新构造密文子项以支持分级用户的访问需求,同时消除用户进行越权访问的可能性.安全性分析表明,所提方案能够抵御选择明文攻击.理论分析和实验分析均表明,与相关方案相比,所提方案在计算和存储方面具有更高的效率.     

一种基于属性的固定密文长度广播加密方案*

针对目前基于属性的广播加密方案存在密文较长、加解密时计算花销较大等问题,提出了一种高效的密文策略的基于属性的广播加密方案。该方案基于椭圆曲线加密算法,采用动态门限访问结构,加密方可根据需要动态调整门限值。该方案仅当用户的身份信息包含在广播的授权用户集合中并且用户的属性包含在访问结构中时,解密方方可通过双线性配对运算进行密文解密。方案的密文长度及加解密双线性对运算次数固定,计算效率高并且通信开销小。仿真结果验证了方案的有效性。方案安全性是建立在q-BDHE假设之上,在标准模型下可证CPA安全。     

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。     

基于ZigBee的体育运动体征数据安全传输方案

针对体育运动场景中用户体征数据无线传输易遭受伪造、篡改、假冒等多种攻击问题,基于ZigBee技术提出一种无需双线性对运算的体征数据安全传输方案.该方案采用椭圆曲线密码构建节点间的消息签密协议,为用户提供了身份隐私保护和体征数据保密性功能.安全性分析证明,该方案的安全性高于同类方案;性能分析表明,相较于同类方案,该方案降低了设备的计算开销,并且未增加额外的通信开销.     

基于纠删码的动态副本冗余存储研究

为保证数据的完整性和可靠性,云存储中主要采用多副本和纠删码两种存储策略对数据进行冗余保存.针对单一冗余存储策略的不足,考虑存储开销和访问质量等方面因素,根据用户访问数据的规律,提出一种基于纠删码的动态副本冗余存储方案.采用RC纠删码来存储云中海量数据,使用曲线拟合预测访问热度,适时调整副本的数量.实验结果表明,该方案空间利用率高,能有效减小用户访问的平均延迟,提高用户访问的成功率.     

访问策略隐匿的可追责层次属性加密方案

在传统的属性加密方案中,用户可能会共享私钥给具有相同属性集的多个用户而不怕被追责;此外,访问策略包含的信息可能会泄露用户隐私。针对这2个问题,提出一种可追责的隐匿策略的层次化属性加密方案。该方案在合数阶双线性群下基于访问树进行构造,具有灵活的表达能力,在访问策略中插入合数阶子群的随机元素实现策略隐匿;将用户标识加入私钥运算中,实现对泄露信息的违规用户的可追责;使用层次授权体系,降低单权威授权的计算负荷,提高了整体安全性和效率。实验结果和效率对比分析表明,该方案在加解密计算开销方面具备优势,且支持访问策略的隐匿和对违规用户的追责,大大提高了方案的安全性。     

面向外包数据的可追踪防泄漏访问控制方案

针对云存储环境下外包数据存在的信息泄漏及追踪难的问题,提出了一种改进的基于密文策略属性基加密（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption,CP-ABE）的安全访问控制方案。方案基于双线性对理论和秘密共享机制,由第三方可信机构根据数据所有者指定的访问策略为其产生代理加密密钥,根据用户提交的个人属性信息提供用户注册以及密钥对分发,采用访问树构造访问策略来实现用户属性的匹配度计算。当发生用户密钥泄漏导致信息失密时,根据追踪列表可追踪到用户的身份。分析表明,方案在基于DBDH假设下证明是安全的,且实现了抵抗合谋攻击和中间人攻击。通过与其他方案比较,方案在加解密时间、私钥长度和密文长度方面有所优化,从而降低了存储开销和计算代价。     

基于区块链的多权限属性隐藏电子病历共享方案

现阶段,不同医院之间没有数据交换共享,容易形成数据孤岛。同时,区域医疗数据含有大量患者的敏感信息,这些数据的公开获取、共享及流通会导致恶意篡改、窃取、滥用与所有权丢失,从而泄露患者隐私。由于庞大的医疗数据量以及医疗数据的非结构化,一些具有较强针对性的恶意攻击更加难以防范与追责,如对医疗数据的窃取、篡改、勒索等恶意攻击。针对以上问题,提出一种基于区块链的多权限属性隐藏电子病历共享方案,以实现共享电子病历的细粒度访问的同时,保证患者隐私安全。引入多授权属性加密（MA-ABE）算法,利用多权限机构管理分散属性,同时通过哈希函数来识别不同用户,可以有效抵抗不同权限用户之间的共谋攻击;利用线性秘密共享方案（LSSS）实现属性的部分隐藏,将属性分为属性名与属性值两部分,以保护属性隐私;结合区块链公开透明、不易篡改等特性,设计访问策略可更新算法,基于访问策略更新算法追加策略区块,将新的访问策略上传至区块链中形成策略可更新溯源链,在隐藏策略条件下实现分布式和可信赖的访问控制管理,同时实现数据隐私保护和用户行为的可追溯。通过安全性证明和实验分析,所提方案能在有效保护属性隐私的同时,降低计算开销。     

一种高效多授权中心云访问控制方案

针对已有云计算多授权访问控制方案中用户端负担过重的问题,提出一种基于属性加密的多授权中心访问控制方案HE-MA-ACS。在层次化授权结构的基础上,引入外包解密思想,将用户访问的大部分解密计算开销外包至云服务端,实现细粒度的属性撤销,并且用户端不需要参与属性的撤销操作。对方案的正确性、安全性、计算和存储性能进行了分析,证明了该方案在用户端存储开销、访问通信开销、解密时间及属性撤销时计算开销上的优越性。该方案有效地降低了用户端的负担,提高了解密效率。