融合门限公钥加密和纠删码的安全云存储模型

针对当前云存储系统中的机密性和容错性问题,展开分析和研究.指出目前的主流解决方案往往仅能解决机密性问题或容错性问题中的一个,而不能将二者兼顾起来进行考虑.为此,将门限公钥加密技术与指数纠删码（Erasure Codes over Exponents,EC-E）相融合,设计并提出了一个同时能满足机密性与容错性要求的安全云存储模型（A Secure Cloud Storage Model with Data Confidentiality and Fault-Tolerant,SCSM-DCF）.给出了模型的形式化定义、安全性定义以及实体间通信协议;对模型的性能进行分析,指出其在能够保证安全性的同时,具有较好的代价优势.     

分布式云灾备平台搭建及性能分析

云存储服务,作为云计算的衍生产物,目的是为网络海量数据的存储提供有效的解决方案,节约存储成本和系统资源,提供一个完善的备份、容灾的数据中心,并能够保证数据安全性、容错性.现阶段云灾备模型局限于有限的网络位置,使用虚拟化技术,依托本地服务器实现,与传统云灾备模型不同,介绍了一种基于DHT的云灾备模型,可适用于广域网的、普适的数据级灾备解决方案;最后,在本地云计算集群中对该方案进行模拟,验证该模型的可行性.     

去中心化的安全分布式存储系统

提出一种去中心化的安全分布式存储系统。通过公钥加密和单钥加密相结合的方法,提高存储数据的保密性。对每个数据源使用不同的对称密钥进行分布式加密,采用分布式纠删码对加密后的数据进行编码。使用RS多项式编码和List Decoding译码方法存储加密的对称密钥,以保证系统的鲁棒性。分析结果表明,该方案的计算复杂度较低。     

基于混合策略的低成本云存储方案

为了保证云存储系统数据的高可用性、降低数据存储成本和带宽成本、缩短数据对象的访问时间,提出一种称为缓存大小自适应确定(CAROM)的新方案。CAROM结合传统的基于缓存策略的方法和纠错码方法来提高云文件系统的弹性和效率。另外,为了在缓存大小及其效益间实现平衡,提出一种基于总体成本凸函数特性的自适应方法来实现缓存大小的自适应选择。在基于现实世界文件系统数据的性能评估中,CAROM方案的存储成本和带宽成本分别比复制策略和纠错码策略下降60%和43%,同时访问延时与复制策略相当。结果表明,CAROM方案在支持当前云文件系统语义一致性的同时,兼具带宽成本低、存储成本低和访问成本低等特性。     

纠删码在分布式容错存储中的应用

在分布式存储中,海量数据被存储到同一个数据中心的不同节点或不同数据中心的节点上,数据的位置和组织方式对用户是透明的,由于面临的数据规模和用户规模更加庞大,在容错安全性上面临着严峻的挑战。本文提出一种基于纠删码的分布式存储系统模型,利用纠删码高效的编码效率和容错能力,为数据安全性保障提供了一个可靠的解决方案。     

基于属性加密的云存储隐私保护机制研究

以典型的云存储体系结构为研究对象,从数据拥有者、云服务器、授权机构、用户以及用户撤销机制5个方面对云存储系统的隐私保护机制进行了研究,通过分析比较发现,云存储系统中的隐私保护问题主要可以分为系统参与者的身份隐私问题、敏感属性信息泄露问题、云存储系统敏感内容信息泄露问题。针对上述问题,研究了当前基于属性加密的云存储系统隐私保护机制,并讨论了其中存在的不足、可能的解决方案以及未来可能的研究方向。     

基于密文策略属性加密的云存储访问控制方案

针对现有方案存在的访问策略公开、密文存储开销较大的问题,提出一种支持策略隐藏且固定长度密文的云存储访问控制方案,并在安全模型下证明方案可抵抗选择明文攻击。方案中用户私钥由多个授权机构共同生成,中央授权机构不参与生成任何主密钥与属性私钥;访问结构隐藏在密文之中,恶意用户无法通过访问结构获取敏感信息。此外,方案实现了固定密文长度,并且加密时的指数运算和解密时的双线性对运算次数均是固定值。最后,理论分析和实验结果表明该方案在密文长度和加解密时间上都明显优于对比方案。     

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。     

云计算中企业文档安全存储方案

企业文档的数据化管理势在必行,但带来的安全问题也日益突出。本文把企业文档管理与云计算相结合,利用纠删码构造了文档安全存储方案,解决了文档完整性和可用性问题,并分析了方案的安全性。     

基于扩展属性基功能加密的有效外包计算

针对目前属性基加密（ABE）方案存在的主要问题,即访问策略功能单一的问题和密文的大小和解密时间随着访问公式的复杂性增加而增长的问题,提出了有效外包计算的多功能ABE方案。首先,通过对敏感数据的细粒度访问控制,实现了不同功能加密系统;然后,利用云服务器巨大的计算能力进行部分解密计算,将满足访问策略的用户属性密文转化为一个（常量大小） ElGamal类型的密文;同时通过有效的验证方法保证外包运算的正确性。理论分析结果表明,与传统属性基功能加密方案相比,所提方案用户端的解密计算降低至一次指数运算和一次对运算,该方案在不增加传输量的情况下,为用户节省了大量带宽和解密时间。     

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。     

支持带权属性撤销的密文策略属性基加密方案

针对目前大部分密文策略属性基加密（CP-ABE）方案都不支持属性的多状态表示,加密、解密阶段计算开销庞大的问题,提出一种支持带权属性撤销的CP-ABE方案（CPABEWAR）。一方面,通过引入带权属性的概念,增强了属性的表达能力;另一方面,为了降低计算开销,在保证数据安全的情况下将部分计算过程外包给云服务提供商（CSP）。分析结果表明,所提方案基于判定双线性DH （DBDH）假设是选择明文安全的（CPS）。所提方案以增加少量存储空间为代价简化了访问树结构,提高了系统效率和访问控制的灵活性,适合计算能力受限的云用户。     

自适应安全的带关键字搜索的外包属性基加密方案

为同时解决属性基加密（ABE）方案的计算成本过高和云服务器中数据查找效率低下的问题,提出了一种带关键字搜索的外包属性基加密（OABE-KS）方案。首先,使用外包计算技术将加解密用户的本地计算成本降低到常量级;然后,由加密用户和解密用户分别生成对应关键字的索引和陷门,并由云服务器为其进行匹配,在此之后云服务器会将匹配成功的结果返回给解密用户。在合数阶群下证明了所提方案是自适应安全的。根据实验分析可知,属性数量从10个到100个变化的过程中,该方案各个阶段的运行时间基本不变,可见该方案在各个阶段的运行时间不随属性数量的变化而变化。实验结果表明,该方案适合应用在资源受限的设备上,使其在实际应用中不受属性数量变化的影响。     

素数阶群上属性可重复的多授权机构基于属性的加密方案

针对目前多授权机构基于属性的加密方案(MA-ABE)限制每个属性在访问结构中只能出现一次,而属性重复编码必将导致系统效率降低的问题,提出了一种素数阶群上属性可重复的多授权机构密文策略(MA-CP-ABE)方案。首先基于对偶配对空间和线性秘密共享等技术,在素数阶群上构建了一个MA-CP-ABE方案;然后通过引入q-Parallel BDHE假设,解决了经典对偶系统加密证明过程依赖一个统计意义假设,而该假设只有在访问结构中属性不重复出现才能成立的问题,构建一系列两两不可区分的攻击游戏证明该方案在标准模型下是自适应安全的;最后通过性能分析说明,与另两种素数阶群上构建的自适应安全MA-CP-ABE方案相比,在不考虑属性重复的情况下,该方案解密速度随着参与属性数量的增加分别提高了20%~40%和0%~50%,在真实应用环境中的性能优势更大。     

基于云雾计算的可追踪可撤销密文策略属性基加密方案

针对资源受限的边缘设备在属性基加密中存在的解密工作开销较大,以及缺乏有效的用户追踪与撤销的问题,提出了一种支持云雾计算的可追踪可撤销的密文策略属性基加密(CP-ABE)方案.首先,通过对雾节点的引入,使得密文存储、外包解密等工作能够放在距离用户更近的雾节点进行,这样既有效地保护了用户的隐私数据,又减少了用户的计算开销;...     

云存储环境下属性基加密综述*

属性基加密作为一种新型的密码方案,将用户私钥和密文与属性相关联,为解决云存储环境下数据安全共享、细粒度访问控制和安全存储等问题提供了一种解决思路。在对密钥策略属性基加密、密文策略属性基加密和混合策略属性基加密深入研究后,根据不同的功能扩展,针对隐藏访问结构、多授权机构、复杂计算安全外包、可搜索加密机制、属性撤销、叛徒追踪等重点难点问题进行了深入探讨研究。最后总结了现有研究工作的不足,并指出了未来的研究方向。     

固定密文长度的可验证属性基外包解密方案

传统密钥策略属性基加解密方案存在密文长度随着属性增加而线性增加,在通信过程中消耗用户大量的通信带宽的缺点。提出了属性加密的改进方案,基于密钥策略属性加密,提出具有固定密文长度的可验证外包解密方案,在非单调访问结构实现密文长度固定,有效节省通信带宽,通过对外包密钥生成算法的改进,实现一次模指数运算,有效缩短外包密钥生成时间。通过运用哈希函数,实现外包解密的验证性,并对其安全性进行了证明。     

多跳多策略属性基全同态加密方案

为解决单策略属性基全同态加密方案无法对不同策略函数对应的属性向量下的密文进行同态运算和访问控制，并且新的参与方密文无法动态地加入同态运算的问题，提出了一个基于误差学习（LWE）问题的高效的多跳多策略属性基全同态加密方案。首先，对单策略属性基全同态加密方案适当变形；其次，将方案对应到多用户场景；最后，利用多跳多密钥全同态转化机制来实现新的参与方密文加入后的同态运算。结果表明，该方案在功能上兼具属性基加密和多跳多密钥全同态加密的优势，并被证明为选择属性下的选择明文攻击不可区分性（IND-CPA）安全。与利用目标策略函数集合构造的多策略属性基全同态加密方案相比，该方案在不改变单个参与方私钥尺寸的情况下，密文/明文比明显降低，效率更高。