用户可实时撤销的云存储数据完整性验证方案

为解决现存数据完整性验证方案中用户难以实时撤销且撤销成本大的问题，提出用户可实时撤销的云存储数据验证方案，为用户设计一个管理员属性，实现用户实时撤销；利用代理重签名技术实现用户撤销过程中的签名替换，避免新用户重新从云端下载数据进行签名并上传；利用代理服务器的可信执行环境保证重签名阶段的信息安全，保护签名信息不被篡改或泄露；在审计挑战中采用随机掩码隐藏关键信息，避免好奇的第三方审计者通过验证信息获取到用户的真实数据。安全分析和性能分析进一步表明，方案是安全且高效的。     

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.     

移动医疗系统中的可撤销无证书代理重签名方案

代理重签名在保证委托双方私钥安全的前提下, 通过半可信代理实现了双方签名的转换, 在本文方案中, 通过代理重签名实现了在通信过程中终端用户对于身份的隐私要求。移动医疗服务系统因为其有限的计算和存储能力, 需要借助云服务器来对医疗数据进行计算和存储。然而, 在将医疗数据外包给云服务器后, 数据便脱离了用户的控制, 这给用户隐私带来了极大地安全隐患。现有的无证书代理重签名方案大多都不具有撤销功能, 存在着密钥泄露等安全性问题。为了解决这一问题, 本文提出了一种可撤销的无证书代理重签名方案, 在不相互信任的移动医疗服务系统中, 实现了医疗数据传输过程以及云存储过程中的用户匿名性, 同时, 本文方案具有单向性和非交互性, 更适合在大规模的移动医疗系统中使用。此外, 当用户私钥泄露时, 本文利用 KUNode 算法实现了对用户的高效撤销, 并利用移动边缘计算技术将更新密钥和撤销列表的管理外包给移动边缘计算设备,降低了第三方的计算成本, 使其具有较低的延迟。最后, 在随机谕言机模型下证明了所构造的方案在自适应选择消息攻击下的不可伪造性, 并利用 JPBC 库与其他方案进行计算与通信开销的对比。其结果表明, 本方案在具备更优越的功能的同时, 具有较小的计算成本、通信成本和撤销成本。     

BTDA:基于半可信第三方的动态云数据更新审计方案

云存储由于具有方便和廉价的优点,自诞生以来便得到了广泛应用。但与传统系统相比,云存储中的用户失去了对数据的直接控制,因此用户最关心的是存储在云上的数据是否安全,其中完整性是安全需求之一。公共审计是验证云数据完整性的有效方法。虽然现有方案不仅能够实现云数据的完整性验证,也能够支持动态数据更新审计,但它们也存在缺点,例如在执行多个二级文件块更新任务时,用户需要一直在线进行更新审计,而且在该过程中用户与云服务器的通信量和用户计算量都较大。基于此,提出了一种基于半可信第三方的动态云数据更新审计方案——BTDA。在BTDA中,用户将二级文件块更新审计任务代理给半可信第三方,因此在二级文件块更新审计过程中,用户可以离线,从而减少了用户端的通信量和计算量。另外,BTDA采用了数据盲化和代理重签名技术来防止半可信第三方和云服务器获取用户敏感数据,从而保护了用户隐私。实验表明,与目前的二级文件块更新审计方案相比,BTDA中的用户端无论在计算时间还是通信量方面都有大幅减少。     

支持用户追溯和轻量的共享云数据审计方案

在云计算中,数据通常由一组用户共享。由于第三方审计可以通过数据块的签名获取组成员的身份,为了保护群组成员的身份,现有对共享数据的公共审计方案都隐藏了组成员的身份。然而,身份的匿名性将导致一个组的成员可以恶意修改共享数据而不被发现,而且对于资源受限的设备,用户在产生签名的过程中计算量大。因此现有公共审计方案存在数据块身份的不可追溯、用户产生共享数据块签名的计算量大等问题。针对上述问题,提出了一种支持用户追溯和轻量的共享云数据审计方案（ASDA）。该方案利用安全中介者代替用户签名,保护了群组成员的身份,在签名的同时保存用户的信息,通过这些信息,可以追溯到数据块是由哪一个组成员修改,从而保证数据块身份可追溯性;而且利用新的数据块致盲技术,减少用户端计算量。实验结果表明,所提方案与利用第三方媒介存储共享云数据（SDVS）方案相比,减少了用户端计算时间,并且能够实现共享数据块身份的可追溯性。     

云存储中基于虚拟用户的数据完整性验证

针对验证数据完整性过程中被撤销用户与云服务器存在共谋的问题,提出基于虚拟用户的数据完整性校验方案。在管理群组用户的过程中,管理员让云服务器作为代理,通过重签名方法将被撤销用户的签名转换为虚拟用户签名,以防止攻击者获取群组用户身份隐私信息。另一方面,管理员在本地存储所有用户的身份隐私信息,用户在访问共享数据之前需要通过管理员的验证,这样既能保证校验者可以正确验证共享数据的完整性,又能保护群组用户的隐私和共享数据的安全。分析证明结果表明,所提方案在用户撤销时不仅能够验证共享数据的完整性,还能降低攻击者精确获取用户身份隐私信息和共享数据内容的概率。     

具有紧凑标签的基于身份匿名云审计方案

云存储技术具有效率高、可扩展性强等优点。用户可以借助云存储技术节省本地的存储开销,并与他人共享数据。然而,数据存储到云服务器后,用户失去对数据的物理控制,需要有相应的机制保证云中数据的完整性。数据拥有证明（PDP,provable data possession）机制允许用户或用户委托的第三方审计员（TPA,third party auditor）对数据完整性进行验证。但在实际应用中,数据通常由多个用户共同维护,用户在进行完整性验证请求的同时泄露了自己的身份。匿名云审计支持TPA在完成数据完整性验证时保证用户的匿名性。在基于身份体制下,匿名云审计方案通常需要借助基于身份的环签名或群签名技术实现,数据标签的构成元素与用户数量相关,使得数据标签不够紧凑,存储效率较低。为了解决这一问题,提出一种基于身份的匿名云审计方案通用构造,使用一个传统体制下的签名方案和一个传统体制下的匿名云审计方案即可构造一个基于身份的匿名云审计方案。基于该通用构造,使用BLS签名和一个传统体制下具有紧凑标签的匿名云审计方案设计了具有紧凑标签的基于身份匿名云审计方案。该方案主要优势在于数据标签短,能够减少云服务器的存储...     

基于层次树的动态群组隐私保护公开审计方案

随着云存储的高速发展,保证共享数据的安全变得尤为重要.因此,在共享数据的同时,需要对数据完整性进行有效验证并对用户隐私进行保护.针对现有支持动态群的公开审计方案没有考虑密钥管理与安全分发的问题,基于层次树和代理重签名提出了一个支持云存储中群组成员动态的隐私保护公开审计方案.提出的方案首次使用基于逻辑层次密钥体系的密钥树进行密钥的建立和分发,并引入密钥服务器对密钥进行存储,每个用户只需持有叶子节点,成员撤销及加入与原有有效用户获取新群私钥是相互独立的.发生用户撤销后,其余合法用户仍可以根据所持密钥获取新的群私钥,大大提高了用户动态的效率.性能分析结果表明：该方案是安全且高效的.     

基于MapReduce的云存储数据审计方法研究

云存储是一种新兴的网络存储技术,它是云计算提供的一个重要服务。云存储因其快速、廉价和方便而广受云用户喜爱。然而,它也给云用户的外包数据带来了许多安全问题。其中一个重要问题就是如何确保半可信云服务器上数据的完整性。因此,云用户和云服务器亟需一个稳定、安全、可信的数据审计方法。随着大数据时代的到来,传统数据审计方案批量处理云环境下海量数据的效率不高;并且,随着移动客户端的流行,传统数据审计方案带给用户的在线负担太过繁重。因此,提出一种基于MapReduce编程框架的云数据审计方案,使用代理签名技术将用户对数据签名计算代理出去,并且并行化处理数据签名和批量审计过程。实验结果表明,所提方法明显提高了批量审计的效率,增强了云存储服务的可用性,并且减轻了用户的在线负担。     

基于身份无可信中心的指定验证人代理多重签名方案

使用双线性对,提出一个基于身份无可信中心的指定验证人代理多重签名方案。该方案假设私钥生成中心PKG(Pri-vate Key Generator)是不可信的,PKG和用户共同生成用户的私钥。相比已有的基于身份的指定验证人代理签名方案,新方案避免了用户私钥的泄露,解决了在基于身份代理签名时需要无条件信任PKG的问题。分析表明,该方案是安全的,具有一定的实用性。     

面向公有云的数据完整性公开审计方案

针对云数据完整性公开审计中隐私泄漏给第三方审计者（TPA）以及云存储服务器（CSS）发起替代攻击的问题,提出一种面向公有云的数据完整性公开审计方案。该方案首先利用哈希值混淆方法,模糊化云存储服务器返回的证据,以防止TPA分析证据计算出原始数据;然后,在审计过程中,由TPA自行计算出文件Merkle哈希树（MHT）对应挑战请求所选数据块的覆盖树,并与CSS返回的覆盖树作结构匹配,以防止云存储服务器用其他已有数据响应审计挑战。实验结果表明,该方案解决了现有方案隐私问题及攻击问题后,在计算开销、存储开销和通信开销方面的性能不会有数量级变化。     

Secure and efficient privacy-preserving public auditing scheme for cloud storage

Cloud computing poses many challenges on integrity and privacy of users’ data though it brings an easy, cost-effective and reliable way of data management. Hence, secure and efficient methods are needed to ensure integrity and privacy of data stored at the cloud. Wang et al. proposed a privacy-preserving public auditing protocol in 2010 but it is seriously insecure. Their scheme is vulnerable to attacks from malicious cloud server and outside attackers regarding to storage correctness. So they proposed a scheme in 2011 with an improved security guarantee but it is not efficient. Thus, in this paper, we proposed a scheme which is secure and with better efficiency. It is a public auditing scheme with third party auditor (TPA), who performs data auditing on behalf of user(s). With detail security analysis, our scheme is proved secure in the random oracle model and our performance analysis shows the scheme is efficient.     

无双线性对的基于身份代理重签名方案

针对基于身份双向代理重签名方案需要复杂双线性对运算的问题, 利用哈希函数提出了一种无双线性对的基于身份代理重签名方案。在离散对数困难问题的假设下,证明了该方案在自适应性选择消息攻击下是不可伪造的。该方案具有双向性、多用性、透明性和密钥最优性,避免了双线性对运算。与基于身份的双向代理重签名方案--Shao方案相比,所提方案能够有效降低重签名算法的计算复杂度,提高签名验证算法的计算效率。作为该方案的一个延伸,在其基础上构造了一个聚合代理重签名方案,能将同一时间段内的重签名进行聚合,大大降低了通信带宽。     

NaEPASC: a novel and efficient public auditing scheme for cloud data

Cloud computing is deemed the next-generation information technology （IT） platform, in which a data center is crucial for providing a large amount of computing and storage resources for various service applications with high quality guaranteed. However, cloud users no longer possess their data in a local data storage infrastructure, which would result in auditing for the integrity of outsourced data being a challenging problem, especially for users with constrained computing resources. Therefore, how to help the users complete the verification of the integrity of the outsourced data has become a key issue. Public verification is a critical technique to solve this problem, from which the users can resort to a third-party auditor （TPA） to check the integrity of outsourced data. Moreover, an identity-based （ID-based） public key cryptosystem would be an efficient key management scheme for certificatebased public key setting. In this paper, we combine ID-based aggregate signature and public verification to construct the protocol of provable data integrity. With the proposed mechanism, the TPA not only verifies the integrity of outsourced data on behalf of cloud users, but also alleviates the burden of checking tasks with the help of users＇ identity. Compared to previous research, the proposed scheme greatly reduces the time of auditing a single task on the TPA side. Security analysis and performance evaluation results show the high efficiency and security of the proposed scheme.     

基于身份的强不可伪造代理重签名方案

针对代理重签名方案的存在性不可伪造问题,利用目标抗碰撞杂凑函数和双线性映射,提出了一种基于身份的双向代理重签名方案。在计算Diffie-Hellman困难问题的假设下,证明了该方案在适应性选择消息攻击下是强不可伪造的。所提方案的系统参数和重签名的长度短,重签名的计算量小,解决了现有代理重签名方案中存在的密钥管理复杂和安全性低等问题。     

一种改进的双向盲代理重签名方案

分析了Deng等(DENG Y Q, DU M H, YOU Z L, et al. A blind proxy re-signatures scheme based on standard model [J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2010, 32(5): 1119-1223)提出的双向盲代理重签名方案,发现该方案是不安全的,并给出了一种伪造攻击,受托者不需要与代理者合谋就能成功伪造委托者的签名。为了克服该方案存在的安全缺陷,提出了一个在标准模型下可证安全的双向盲代理重签名方案,可以有效地抵抗这类伪造攻击,并且受托者和代理者都无法获知所签消息的内容,能够更好地保护消息的隐私。分析结果表明,改进的新方案具有盲性、双向性、多用性、透明性和密钥最优性。     

代理重签名研究进展

综述了代理重签名理论及其发展状况、应用背景、一般模型和安全性定义; 通过对现有经典代理重签名方案的系统研究, 详细分析比较了其性能特性、执行效率和安全性。提出了代理重签名方案在数据安全交换中的应用, 解决了现有电子政务中数据交换存在的效率低、密钥管理复杂、交换服务器权限过大等问题。最后概括了所取得的研究成果, 并讨论了目前研究中所遇到的关键问题。