基于属性的密钥授权签名

在基于属性的签名中,所有用户的属性集由一个授权中心管理.这使其工作负担沉重,并成为系统的瓶颈,降低系统效率.现有的方案将授权中心分为一个总授权中心和多个属性授权中心,它们共同管理用户属性集.在每次签名时,所有属性授权中心和总授权中心都需要参与,这样授权中心之间的通信复杂性很高.针对以上问题,借助于树型结构和分层思想,提出了密钥授权签名,并在基于CDH困难性假设下证明了其具有不可伪造性.该方案不仅使逻辑语义表达更精确而且可以减少授权中心的工作量.     

基于属性的具有多属性授权机构的数字签名方案

基于属性的加密体制是基于身份加密的延伸,目前大部分基于属性的签名方案都是基于单个属性授权机构的签名方案,一旦可信的单个属性授权机构被攻破,整个系统将会崩溃,而且现实生活中需要多属性授权机构,本文设计出一个基于属性的具有多属性授权机构的数字签名方案,并对其安全性进行了分析,该方案的安全性基于CDH数学困难问题的,并且是抵抗合谋攻击的。     

标准模型下可审计的基于属性的签名方案

在基于属性签名方案中,需要一个被称为属性中心的可信方来为用户生成和分发私钥,由于属性中心可以为任意用户计算私钥,因此它必须完全可信。而在很多应用场景下,用户不希望系统中存在一个必须无条件信任的可信中心,因为在这样的系统中,一个恶意的属性中心可以伪造系统中任意用户的签名,甚至可以恶意地分发用户的私钥。为了缓解这个密钥托管问题,可以将可审计的思想引入到基于属性的签名方案中,并在标准模型下构造一个可审计的基于属性的签名方案。最后证明了该方案的安全性。     

高效的基于身份代理签名

基于身份的密码方案,将用户的公钥与用户的个人信息绑定,因此不再需要公钥证书,从而提高了管理效率。在代理签名中原始签名人可以将签名权利下放给代理签名人,从而将自己从“繁琐”的签名事务中解放出来。提出了一个新的基于身份的代理签名方案,并在随机预言模型下证明了其安全性。该方案在代理授权阶段只需要1次双线性对的计算,代理签名阶段也只需要2次双线性对计算,与以往方案比较,该方案在效率方面有显著提高。     

基于区块链的云上数据访问控制模型研究

区块链和基于密文策略的属性加密(Ciphertext Policy Attribute Based Encryption, CP-ABE)相结合的方案已经被广泛应用于云上共享数据的访问控制,但是这些方案中数据用户的隐私保护问题并未得到妥善解决。一些研究引入分布式多属性授权中心的基于属性的签名方案(Distributed Multi-Authority Attribute Based Signature, DMA-ABS)来保护数据用户的隐私,但当数据用户多次访问数据时需要进行重复的权限验证,这会带来多余的时间消耗问题。并且,在数据用户的属性和访问控制策略保持相对稳定的情况下,数据用户无限制地重复访问共享数据,会导致系统过载,影响正常的请求处理。这可能会引起云端数据的泄露,给云端数据的安全带来隐患。为了解决这些问题,文中提出了一个基于区块链的云上个人隐私数据访问控制方案。该方案首先将智能合约和多属性授权中心的CP-ABE方案结合,实现了云上个人隐私数据的细粒度访问控制,并引入DMA-ABS方案完成了对数据用户的匿名性身份验证,保护了数据用户的身份隐私;其次,基于比特币UTXO(Unspe...     

基于动态属性的数字签名方案

基于属性的数字签名方案能很好地实现用户身份的隐藏。但所提出的签名方案中, 用户属性都是静态的,当系统中的成员属性发生变更后,没有相应的修改机制,需要重新分配属性密钥,这将为系统增添极大负担。在实际应用中存在问题。基于条件加密的思想,设计了一个具有动态属性的数字签名方案,该方案能在该用户满足某属性后,由认证方给用户提供签名,并让用户自行计算其属性密钥。对签名方案的安全性进行了讨论。     

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。     

基于格的多授权密文属性加密方案

在综合分析现有基于密文策略属性加密方案的基础上,针对现有密文策略属性加密方案中单授权中心负担过重,以及基于传统BDH(bilinear Diffie-Hellman)困难假设的属性加密方案不能抵抗量子攻击的问题,结合格理论构造一个新的多授权中心密文属性基加密方案。该方案可实现多授权中心对用户属性的分散管理,方案使用格上的抽样算法为用户生成密钥,采用线性秘密共享方案来实现属性访问控制策略,支持“与、或与门限”运算。矩阵形式可以支持格上的并行算法,算法的效率更高,安全性证明规约至判定性带误差学习问题的难解性,安全性更满足云环境的要求。     

一种基于CP-ABE多属性授权中心的隐私保护方案

针对云计算环境下用户隐私保护的问题,提出一种基于CP-ABE多属性授权中心隐私保护方案(PPMACP-ABE)。方案中采用多个属性授权中心代替单一中央授权服务器,避免了由单一中央授权服务器引起的安全性问题。方案设计了一种交互式的密钥生成算法,利用承诺方案和零知识证明的方法,实现了用户密钥获取过程中用户的属性以及全局身份标识不被泄露,安全性分析表明PPMACP-ABE方案能够保护用户隐私,并给出了方案的正确性证明。仿真实验结果表明,与DCP-ABE方案相比,在保护用户隐私信息的前提下,本方案有较高的效率。     

云环境下基于属性的用户权限管理研究

用户权限分配是云计算服务的重要难题之一,提出了一种基于属性的用户权限管理方案。该方案以云服务中的新用户密钥分配为研究对象,论述了多方协同的用户签名验证解密管理机制,数据所有者和授权者共同选择属性集,数据所有者基于属性集定义密文访问结构,从而用户只有通过授权者认证才能获得解密密钥,达到用户权限升级与降级同步管理的目的。另外,本方案以群属性集更新为中心设计CP-ABE群签名验证机制,令数据所有者、用户和授权者组成群;基于群和自身属性用户可对消息签名以及公开验证,用以保护密文数据的细粒度访问控制。最后,给出签名有效性和不可伪造的证明结果。     

Secure threshold multi authority attribute based encryption without a central authority

An attribute based encryption scheme (ABE) is a cryptographic primitive in which every user is identified by a set of attributes, and some function of these attributes is used to determine the ability to decrypt each ciphertext. Chase proposed the first multi authority ABE scheme which requires a fully trusted central authority who has the ability to decrypt each ciphertext in the system. This central authority would endanger the whole system if it is corrupted. This paper provides a threshold multi authority fuzzy identity based encryption (MA-FIBE) scheme without a central authority for the first time. An encrypter can encrypt a message such that a user could only decrypt if he has at least d_k of the given attributes about the message for at least honest authorities of all the n attribute authorities in the proposed scheme. This paper considers a stronger adversary model in the sense that the corrupted authorities are allowed to distribute incorrect secret keys to the users. The security proof is based on the secrecy of the underlying distributed key generation protocol and joint zero secret sharing protocol and the standard decisional bilinear Diffie-Hellman assumption. The proposed MA-FIBE could be extended to the threshold multi authority attribute based encryption (MA-ABE) scheme, and both key policy based and ciphertext policy based MA-ABE schemes without a central authority are presented in this paper. Moreover, several other extensions, such as a proactive large universe MA-ABE scheme, are also provided in this paper.     

基于多属性机构的密文策略加密机制

密文策略属性基加密机制大多采用单授权机构,单授权中心管理和分发所有用户的属性密钥,易造成系统瓶颈,且系统要求单授权中心完全可信,因此难以满足分布式应用的安全需求。为此,提出一种多属性机构的密文策略属性基加密方案,其中授权机构只能为其权限内的属性分发相应密钥,相互间不能通信。采用一个中央机构为用户生成随机公钥,通过植入随机化参数抵抗合谋攻击。理论分析结果表明,该方案保留了CP-ABE机制中访问控制的易表达性,且降低了单授权中心的负担和安全风险。     

基于雾节点的分布式属性基加密方案

为解决云存储中对用户访问数据权限划分笼统、细粒度化控制访问权限受限以及单授权机构中存在的单点失效问题,提出基于雾节点的分布式密文策略属性基加密方案。将数据的部分解密运算外包给雾节点,减少终端用户的计算开销,并由不同的属性授权机构为用户生成属性密钥,以适用于细粒度的访问控制要求,使用全局身份将属于特定用户的各种属性进行“捆绑”,防止各属性机构间的共谋攻击,同时引入权重属性简化访问结构,节省系统的存储空间。实验结果表明,基于判定性q-parallel BDHE问题证明了该方案的安全性,与基于区块链的多授权机构访问控制方案和mHealth中可追踪多授权机构基于属性的访问控制方案相比,该方案终端用户在解密阶段具有更小的计算开销。     

高效撤销的密文策略属性基加密方案

摘要：作为新型的密码学原语,属性基加密方案通过一系列属性来定义一个用户,并且实现了细粒度访问控制。然而,复杂、耗时的撤销操作成为限制属性基加密方案应用的瓶颈问题。为了解决属性基加密方案中的撤销问题,本文提出一种高效属性撤销的密文策略属性基加密方案。该方案通过固定长度的撤销列表记录撤销用户,撤销过程不必更新系统密钥及相关用户的密钥,大大降低了撤销所引起的计算开销。     

Removing escrow from ciphertext policy attribute-based encryption

Attribute-based encryption (ABE) is a promising cryptographic primitive for fine-grained access control of distributed data. In ciphertext policy attribute-based encryption (CP-ABE), each user is associated with a set of attributes and data are encrypted with access policies on attributes. A user is able to decrypt a ciphertext if and only if his attributes satisfy the access policy embedded in the ciphertext. However, key escrow is inherent in ABE systems. A curious key generation center in that construction has the power to decrypt every ciphertext. We found that most of the existing ABE schemes depending on a single key authority suffer from the key escrow problem. In this study, we propose a novel CP-ABE key issuing architecture that solves the key escrow problem. The proposed scheme separates the power of issuing user keys into two parties: the key generation center and the attribute authority. In the proposed construction, the key generation center and the attribute authority issue different parts of secret key components to users through a secure two-party computation protocol such that none of them can determine the whole set of keys of users individually. We demonstrate how the proposed key issuing protocol can be applied in the existing CP-ABE scheme and resolve the key escrow problem.     

Flexible CP-ABE Based Access Control on Encrypted Data for Mobile Users in Hybrid Cloud System

In hybrid cloud computing, encrypted data access control can provide a fine-grained access method for organizations to enact policies closer to organizational policies. This paper presents an improved CP-ABE (ciphertext-policy attribute-based encryption) scheme to construct an encrypted data access control solution that is suitable for mobile users in hybrid cloud system. In our improvement, we split the original decryption keys into a control key, a secret key and a set of transformation keys. The private cloud managed by the organization administrator takes charge of updating the transformation keys using the control key. It helps to handle the situation of flexible access management and attribute alteration. Meanwhile, the mobile user’s single secret key remains unchanged as well as the ciphertext even if the data user’s attribute has been revoked. In addition, we modify the access control list through adding the attributes with corresponding control key and transformation keys so as to manage user privileges depending upon the system version. Finally, the analysis shows that our scheme is secure, flexible and efficient to be applied in mobile hybrid cloud computing.     

基于同态加密的密文策略属性加密方案

属性加密方案极其适用于云存储环境下的数据访问控制,但用户私钥的安全问题仍然是一个极具挑战的问题,影响了属性加密的实际运用。针对该问题,提出一种基于同态加密的密文策略属性加密方案,属性授权中心和云服务中心拥有包含各自系统私钥信息的秘密坐标,两者利用各自秘密坐标进行保密计算两点一线斜率的方式来交互生成用户私钥。分析结果表明,所提方案在消除单密钥生成机构的同时极大地降低了生成用户密钥所需的通信交互次数,从而降低了交互过程中秘密信息泄露的风险。     

Broadcasting cryptosystem in computer networks

A cryptosystem which can securely broadcast secret messages in a public access distributed system is proposed. Comparing with the existing broadcasting schemes, this scheme always requires fewer broadcasting messages. Furthermore, when a new user is inserted into the distributed system, the corresponding secret and public keys can be determined without changing any existing keys.     

一种基于分布式系统的安全广播方案

该文基于分布式系统给出了一种安全广播方案。与已有广播方案相比,该方案有效地减少了发送者所产生的广播信息并能防止攻击;另外,当一个新用户/已有用户要插入/退出分布式系统时,该方案不需要修改任何已有的保密密钥和公开密钥。