云计算中基于属性和定长密文的访问控制方法

随着云计算应用的增加,安全问题引起了人们的高度重视。由于云计算环境的分布式和不可信等特征,数据属主有时需要对数据加密后再托管云存储,如何实现非可信环境中加密数据的访问控制是云计算技术和应用需要解决的问题。文中提出一种基于属性和固定密文长度的层次化访问控制方法,该方案将密文长度和双线性对计算量限制在固定值,具有较高的效率,并且引入层次化授权结构,减少了单一授权的负担和风险,实现了高效、精细、可扩展的访问控制。同时证明了该方案在判定性q-BDHE假设下具有CCA2安全性。     

Hadoop环境中基于属性和定长密文的访问控制方法

随着云计算技术的广泛应用,人们越来越关注安全和隐私问题。由于云端是第三方服务器,并非完全可信,数据属主需要将数据加密后再托管云存储。如何实现对加密数据的高效访问控制是云计算技术亟需解决的问题。结合Hadoop云平台、基于属性与固定密文长度的加密方案提出并实现了一种在Hadoop云环境下基于属性和固定密文长度的层次化访问控制模型。该模型不仅具有固定密文长度、层次化授权结构、减少双线性对计算量的特点;同时经过实验验证,该模型能够实现云计算环境下对加密数据的高效访问控制,并解决了云存储空间有限的问题。     

高效的基于代理重加密的云存储访问控制方案

针对在不可信的云存储中,数据的机密性得不到保证的情况,提出一种基于身份的代理重加密(IBPRE)算法,并将其应用于云存储访问控制方案中,该方案将重加密密钥分成两部分,一部分用于重加密,一部分用于授权。证明了该访问控制方案在第三方的不可信任的开放环境下云存储中敏感数据的机密性。通过分析对比,发送方对密文的传递可控,在一对多的云存储访问控制方案中,授权者不需要对不同的受理者重新计算重加密密钥,密文长度不随着用户的增长而线性增长,显著降低了计算复杂度和通信中数据的交互量。该方案实现了云存储中敏感数据的安全高效共享。     

对象云存储中分类分级数据的访问控制方法

随着云计算技术的广泛应用,云存储中数据的安全性、易管理性面临着新的挑战.对象云存储系统是一种新型的数据存储云计算体系结构,通常用来存储具有分类分级特点的非结构化数据.在云服务不可信的前提下,如何实现对云存储中大量具有分类分级特点资源的细粒度访问控制机制,保障云存储中数据不被非法访问是云计算技术中亟需解决的问题.对近些年来国内外学者的成果进行研究,发现现有的方案并不能有效应对这种新问题.本文利用强制访问控制、属性基加密、对象存储各自的优势,并结合分类分级的属性特点,提出了一个基于安全标记对象存储访问控制模型.同时给出了CGAC算法和其安全证明,将分类分级特点的属性层级支配关系嵌入ABE机制中,生成固定长度的密文.该算法不仅访问控制策略灵活,具有层次化授权结构,还可以友好的与对象存储元数据管理机制结合.通过理论效率分析和实验系统实现,验证了所提出方案计算、通信开销都相对较小,具有很高的实际意义.     

云环境中层次化的轻量级访问控制方案

属性基加密能够实现密文数据的细粒度访问控制,有效地解决云环境中的数据共享问题。针对计算能力受限设备难以高效地完成属性基加密过程中大量计算的问题,提出一种云环境中层次化的轻量级访问控制方案。该方案通过引入虚拟属性和双密钥将大部分耗时的加解密计算安全地转移至云服务器,并对访问结构进行优化。数据分享者对访问结构具有层次关系的多份数据只需加密一次,同时数据请求者可以根据其属性解密部分或全部密文。安全性分析和性能评估表明该方案能够实现云环境中高效和细粒度的密文数据访问控制,使得用户端计算开销显著降低,且在整个执行过程中不会造成数据泄露。     

基于代理的即时属性撤销KP-ABE方案

属性撤销是属性基加密方案在实际应用中亟须解决的问题,已有支持间接撤销模式的可撤销属性基加密方案存在撤销延时或需要更新密钥及密文等问题。为此,提出一种间接模式下基于代理的支持属性即时撤销的密钥策略属性基加密方案,该方案不需要用户更新密钥及重加密密文,通过在解密过程中引入代理实现撤销管理,减轻了授权机构的工作量,其要求代理为半可信,不支持为撤销用户提供访问权限及解密密文。分析结果表明,该方案支持细粒度访问控制策略,并且可以实现系统属性的撤销、用户的撤销及用户的部分属性撤销。     

基于代理重加密的云存储密文访问控制方案

针对在不可信的云存储中,数据的机密性得不到保证的情况,提出一种新的代理重加密(PRE)算法,并将其应用于云存储访问控制方案中,该方案将一部分密文存储云中共享,另一部分密文直接发送给用户。证明了该访问控制方案在第三方的不可信任的开放环境下云存储中敏感数据的机密性。通过分析对比,结果表明:发送方对密文的传递可控,该方案利用代理重加密的性质,在一对多的云存储访问控制方案中,密文运算量和存储不会随着用户的增长而呈线性增长,显著降低了通信过程中数据运算量和交互量,有效减少数据的存储空间。该方案实现了云存储中敏感数据的安全高效共享。     

基于代理重加密的云存储密文访问控制方案

针对在不可信的云存储中,数据的机密性得不到保证的情况,提出一种新的代理重加密(PRE)算法,并将其应用于云存储访问控制方案中,该方案将一部分密文存储云中共享,另一部分密文直接发送给用户。证明了该访问控制方案在第三方的不可信任的开放环境下云存储中敏感数据的机密性。通过分析对比,结果表明：发送方对密文的传递可控,该方案利用代理重加密的性质,在一对多的云存储访问控制方案中,密文运算量和存储不会随着用户的增长而呈线性增长,显著降低了通信过程中数据运算量和交互量,有效减少数据的存储空间。该方案实现了云存储中敏感数据的安全高效共享。     

云计算环境下基于属性的撤销方案

针对云环境下密文策略属性基加密共享数据的访问权限撤销问题,提出了基于属性的撤销方案。方案中可信第三方从带有全局标识的用户属性集中查找满足密文访问结构的属性集,为该交集中的每个属性生成带有相同全局标识的密钥组件,通过组合密钥组件生成用户私钥。当发生撤销时,更新撤销用户属性的密钥组件并分发给拥有该属性的其他用户,同时生成对应的重加密密钥来对密文重加密。安全性分析和实验表明,本方案是选择明文攻击安全的,能有效实现属性的即时撤销,解决多授权结构密钥分发的同步问题。采用hash函数可使密文长度达到常数级,进一步减少资源开销,满足实际云环境中属性安全撤销的应用需求。     

可公开定责的密文策略属性基加密方案

属性基加密利用属性集和访问结构之间的匹配关系实现用户解密权限的控制,从功能上高效灵活地解决了“一对多”的密数据共享问题,在云计算、物联网、大数据等细粒度访问控制和隐私保护领域有光明的应用前景。然而,在属性基加密系统中(以密文策略属性基加密为例),一个属性集合会同时被多个用户拥有,即一个解密私钥会对应多个用户,因此用户敢于共享其解密私钥以非法获利。此外,半可信的中心存在为未授权用户非法颁发私钥的可能。针对属性基加密系统中存在的两类私钥滥用问题,通过用户和中心分别对私钥进行签名的方式,提出一个密文策略属性基加密方案。该方案支持追踪性和公开定责性,任何第三方可以对泄露私钥的原始持有者的身份进行追踪,审计中心可以利用公开参数验证私钥是用户泄露的还是半可信中心非法颁发的。最后,可以证明方案的安全性基于其依赖的加密方案、签名方案。     

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。     

DNACDS: Cloud IoE big data security and accessing scheme based on DNA cryptography

The Internet of Everything (IoE) based cloud computing is one of the most prominent areas in the digital big data world. This approach allows efficient infrastructure to store and access big real-time data and smart IoE services from the cloud. The IoE-based cloud computing services are located at remote locations without the control of the data owner. The data owners mostly depend on the untrusted Cloud Service Provider (CSP) and do not know the implemented security capabilities. The lack of knowledge about security capabilities and control over data raises several security issues. Deoxyribonucleic Acid (DNA) computing is a biological concept that can improve the security of IoE big data. The IoE big data security scheme consists of the Station-to-Station Key Agreement Protocol (StS KAP) and Feistel cipher algorithms. This paper proposed a DNA-based cryptographic scheme and access control model (DNACDS) to solve IoE big data security and access issues. The experimental results illustrated that DNACDS performs better than other DNA-based security schemes. The theoretical security analysis of the DNACDS shows better resistance capabilities.     

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.     

Hierarchical attribute-based encryption and scalable user revocation for sharing data in cloud servers

With rapid development of cloud computing, more and more enterprises will outsource their sensitive data for sharing in a cloud. To keep the shared data confidential against untrusted cloud service providers (CSPs), a natural way is to store only the encrypted data in a cloud. The key problems of this approach include establishing access control for the encrypted data, and revoking the access rights from users when they are no longer authorized to access the encrypted data. This paper aims to solve both problems. First, we propose a hierarchical attribute-based encryption scheme (HABE) by combining a hierarchical identity-based encryption (HIBE) system and a ciphertext-policy attribute-based encryption (CP-ABE) system, so as to provide not only fine-grained access control, but also full delegation and high performance. Then, we propose a scalable revocation scheme by applying proxy re-encryption (PRE) and lazy re-encryption (LRE) to the HABE scheme, so as to efficiently revoke access rights from users.     

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。     

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.     

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.