区块链上基于B+树索引结构的密文排序搜索方案

为了克服云存储不可信及云存储中密文检索效率低的问题,该文提出区块链上基于B+树的密文排序可搜索加密方案。该方案结合区块链技术解决了在互不了解的多方建立可靠信任的问题;使用向量空间模型降低了文本的复杂性实现了高效的文本检索系统;采用B+树的索引结构提高了区块链上密文交易的检索速度;利用加权统计(TF-IDF)算法实现了多关键词查询结果的排序。在随机预言机模型下,证明该方案是适应性不可区分安全的,通过效率对比分析,表明该方案在区块链上实现了高效的密文检索。     

基于授权的多服务器可搜索密文策略属性基加密方案

针对现有属性基可搜索加密方案缺乏对云服务器授权的服务问题,该文提出一种基于授权的可搜索密文策略属性基加密(CP-ABE)方案。方案通过云过滤服务器、云搜索服务器和云存储服务器协同合作实现搜索服务。用户可将生成的授权信息和陷门信息分别发送给云过滤服务器和云搜索服务器,在不解密密文的情况下,云过滤服务器可对所有密文进行检测。该方案利用多个属性授权机构,在保证数据机密性的前提下能进行高效的细粒度访问,解决数据用户密钥泄露问题,提高数据用户对云端数据的检索效率。通过安全性分析,证明方案在提供数据检索服务的同时无法窃取数据用户的敏感信息,且能够有效地防止数据隐私的泄露。     

支持关键词搜索的属性代理重加密方案

属性代理重加密机制既能实现数据共享又能实现数据转发,但这种机制通常并不支持数据检索功能,阻碍了属性代理重加密的发展应用。为了解决这一问题,该文提出一个支持关键词搜索的密文策略的属性代理重加密方案。通过将密钥分为属性密钥和搜索密钥,不仅可以实现关键词可搜索,而且实现了代理重加密。在验证阶段,云服务器既执行关键词验证,又可以对原始密文和重加密密文进行部分解密,从而减轻用户的计算负担。通过安全性分析,该方案可以实现数据安全性、检索分离、关键词隐藏和抗共谋攻击。     

基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案

针对云环境下密文策略属性基加密方案中存在的密文检索分类困难与依赖可信第三方等问题,本文提出了一种基于区块链的多授权密文策略属性基等值测试加密方案．利用基于属性的等值测试技术,实现了支持属性级灵活授权的云端数据检索和分类机制,降低了数据用户对重复数据解密的计算开销．结合多授权属性基加密机制和区块链技术,实现了去中心化用户密钥生成．采用多属性授权机构联合分发密钥,有效抵抗用户和属性授权机构的合谋攻击．引入区块链和智能合约技术,消除了现有密文策略属性基密文等值测试方案中等值测试、数据存储与外包解密操作对可信云服务器的依赖．利用外包服务器执行部分解密计算,降低了用户本地的计算开销．将原始数据哈希和验证参数上传至区块链,保障外包服务器解密结果正确性和云端数据完整性．在随机预言模型下,基于判定性qparallel Bilinear Diffie-Hellman Exponent困难问题证明了本文方案在选择密文攻击下的单向性．与同类方案相比较,本文方案支持更多的安全属性,并具有较低的计算开销．     

云存储环境下多服务器的密钥聚合可搜索加密方案

密钥聚合可搜索加密不仅可以通过关键字检索密文,还可以减少用户密钥管理的代价和安全风险。该文分析了一个可验证的密钥聚合可搜索加密方案,指出该方案不满足关键字猜测攻击,未经授权的内部用户可以猜测其他用户的私钥。为了提高原方案的安全性,提出了云存储环境下多服务器的密钥聚合可搜索加密方案。所提方案不仅改进了原方案的安全性问题,还增加了多服务的特性,提高了上传和存储的效率,更适合一对多的用户环境。     

云环境中抵御内部关键字猜测攻击的快速公钥可搜索加密方案

随着云计算的发展,以密文检索为核心的安全和搜索性能问题成为研究的重点.在传统的加密方案中,大多只解决了抵御外部关键字猜测攻击问题,往往忽视了诚实且好奇的云服务器问题.为了提高密文安全性,该文提出快速搜索的抵御内部关键字攻击方案.首先,引入高效的加密倒排索引结构的公钥密文搜索方案,实现关键字的并行搜索任务.其次,在构建密文倒排索引时加入数据拥有者的私钥抵御恶意云服务器的关键字攻击.与传统的公钥可搜索加密相比,该方案在很大程度上增强了搜索系统的安全性和搜索效率.     

云环境中抵御内部关键字猜测攻击的快速公钥可搜索加密方案

随着云计算的发展,以密文检索为核心的安全和搜索性能问题成为研究的重点。在传统的加密方案中,大多只解决了抵御外部关键字猜测攻击问题,往往忽视了诚实且好奇的云服务器问题。为了提高密文安全性,该文提出快速搜索的抵御内部关键字攻击方案。首先,引入高效的加密倒排索引结构的公钥密文搜索方案,实现关键字的并行搜索任务。其次,在构建密文倒排索引时加入数据拥有者的私钥抵御恶意云服务器的关键字攻击。与传统的公钥可搜索加密相比,该方案在很大程度上增强了搜索系统的安全性和搜索效率。     

对称可搜索加密技术研究进展

云计算作为一种新型计算模式,具有海量资源、动态扩展、按需分配等特点。资源受限的用户可以将计算任务外包给云服务器,在享受高质量数据服务的同时大大降低了本地管理开销。然而,数据外包导致数据所有权与管理权分离,如何保证数据的安全性成为云计算中亟待解决的关键问题。传统的加密技术虽然可以保证数据的机密性,但是在密文中如何执行有意义的检索操作成为一个巨大的挑战。为了保证数据机密性的同时实现密文数据的高效检索,可搜索加密技术应运而生。近年来,可搜索加密方案的设计日趋多样化,旨在提高方案的实用性。该文主要围绕目前可搜索加密方案的研究热点,从4个方面展开阐述,具体包括:单关键词检索、多模式检索、前/后向安全检索和可验证检索。该文主要介绍和分析具有代表性的研究成果,总结最新研究进展及提炼关键技术难点,最后对未来的研究方向进行展望。     

支持策略隐藏且密文长度恒定的可搜索加密方案

属性加密体制是实现云存储中数据灵活访问控制的关键技术之一,但已有的属性加密方案存在密文存储开销过大和用户隐私泄露等问题,并且不能同时支持云端数据的公开审计.为了解决这些问题,该文提出一个新的可搜索属性加密方案,其安全性可归约到q-BDHE问题和CDH问题的困难性.该方案在支持关键词搜索的基础上,实现了密文长度恒定;引入策略隐藏思想,防止攻击者获取敏感信息,确保了用户的隐私性;通过数据公开审计机制,实现了云存储中数据的完整性验证.与已有的同类方案相比较,该方案有效地降低了数据的加密开销、关键词的搜索开销、密文的存储成本与解密开销,在云存储环境中具有较好的应用前景.     

一个高效的基于连接关键词的可搜索加密方案

在存储服务中,可搜索加密方案使得用户能够有选择地访问其密文数据,同时还能确保用户搜索数据的机密性。基于连接关键词(即多个关键词的布尔组合)的可搜索加密方案因其更高的搜索精度在安全存储服务中有着重要的应用价值。目前已有的基于连接关键词的可搜索加密方案存在诸如连接关键词的陷门太大、搜索效率不高及不支持多用户等问题。该文采用授权用户和存储服务器先后对关键词加密的方式提出了一个高效的基于连接关键词的可搜索加密方案,使得授权用户能够利用连接关键词的陷门搜索加密文档。在确定性Diffie-Hellman问题假设下,证明了方案的安全性。通过与现有方案相比较,提出的方案在通信和计算代价,即搜索陷门大小、关键词加密和搜索的速度等方面的综合效率得到提高。此外,提出的方案支持多用户,即能够动态地增加和撤销用户,使得用户能够直接在存储服务器上进行数据共享。     

Verifiable attribute-based searchable encryption scheme based on blockchain

For the problem that the shared decryption key lacks of fine-grained access control and the search results lacks of correctness verification under one-to-many search model,a verifiable attribute-based searchable encryption scheme based on blockchain was proposed.The ciphertext policy attribute-based encryption mechanism was used on the shared key to achieve fine-grained access control.Ethereum blockchain technology was combined to solve the problem of incorrect search results returned by the semi-honest and curious cloud server model,so it could prompt both the cloud server and the user to follow the rules of the contract honestly and achieved service-payment fairness between the user and the cloud server in the pay-per-use cloud environment.In addition,based on the irreversible modification of the blockchain,the cloud server was guaranteed to receive the service fee,and the user was assured to obtain the correct retrieval results without additional verification which reduced the computational overhead of the user.The security analysis shows that the scheme satisfies the semantic security against adaptive chosen keyword attack and can protect the privacy of users and the security of data.The performance comparison and experimental results show that the scheme has certain optimizations in security index generation,search token generation,retrieval efficiency and transaction quantity,so it is more suitable for one-to-many search scenarios such as smart medical.     

Electronic medical record data sharing scheme based on searchable encryption via consortium blockchain

Considering that it was difficult to share medical record data among different medical institutions in cloud storage,an electronic medical record data sharing scheme based on searchable encryption on blockchain was proposed.In order to realize the secure storage and sharing of electronic medical records in the scheme,the patient’s electronic medical record ciphertext was stored in the hospital server,the ciphertext hash value was stored in the private blockchain,and the keyword index was stored in the consortium blockchain.Searchable encryption was used to implement secure search of keywords in the consortium blockchain,and proxy re-encryption technology was used to realize the sharing of electronic medical records of patients by other data users.Security analysis shows that the proposed scheme can achieve ciphertext security and keyword security.Moreover,the performance of the scheme was analyzed by function analysis,computational efficiency analysis and numerical simulation.The performance analysis shows that the scheme can achieve high computational efficiency.     

抗关键词猜测的授权可搜索加密方案

大多数可搜索加密方案仅支持对单关键词集的搜索,且数据使用者不能迅速对云服务器返回的密文进行有效性判断,同时考虑到云服务器具有较强的计算能力,可能会对关键词进行猜测,且没有对数据使用者的身份进行验证。针对上述问题,该文提出一个对数据使用者身份验证的抗关键词猜测的授权多关键词可搜索加密方案。方案中数据使用者与数据属主给授权服务器进行授权,从而验证数据使用者是否为合法用户;若验证通过,则授权服务器利用授权信息协助数据使用者对云服务器返回的密文进行有效性检测;同时数据使用者利用服务器的公钥和伪关键词对关键词生成陷门搜索凭证,从而保证关键词的不可区分性。同时数据属主在加密时,利用云服务器的公钥、授权服务器的公钥以及数据使用者的公钥,可以防止合谋攻击。最后在随机预言机模型下证明了所提方案的安全性,并通过仿真实验验证,所提方案在多关键词环境下具有较好的效率。     

云环境下安全的可验证多关键词搜索加密方案

云计算的高虚拟化与高可扩展性等优势,使个人和企业愿意外包加密数据到云端服务器。然而,加密后的外包数据破坏了数据间的关联性。尽管能够利用可搜索加密(SE)进行加密数据的文件检索,但不可信云服务器可能篡改、删除外包数据或利用已有搜索陷门来获取新插入文件相关信息。此外,现有单关键词搜索由于限制条件较少,导致搜索精度差,造成带宽和计算资源的浪费。为了解决以上问题,提出一种高效的、可验证的多关键词搜索加密方案。所提方案不仅能够支持多关键词搜索,也能实现搜索模式的隐私性和文件的前向安全性。此外,还能实现外包数据的完整性验证。通过严格的安全证明,所提方案在标准模型下被证明是安全的,能够抵抗不可信云服务器的离线关键词猜测攻击(KGA)。最后,通过与最近3种方案进行效率和性能比较,实验结果表明所提方案在功能和效率方面具有较好的综合性能。     

支持属性撤销的可验证多关键词搜索加密方案

近年来,可搜索加密技术及细粒度访问控制的属性加密在云存储环境下得到广泛应用。考虑到现存的基于属性的可搜索加密方案存在仅支持单关键词搜索而不支持属性撤销的问题,以及单关键词搜索可能造成返回搜索结果部分错误并导致计算和宽带资源浪费的缺陷,该文提出一种支持属性撤销的可验证多关键词搜索加密方案。该方案允许用户检测云服务器搜索结果的正确性,同时在细粒度访问控制结构中支持用户属性的撤销,且在属性撤销过程中不需要更新密钥和重加密密文。该文在随机预言机模型下基于判定性线性假设被证明具有抵抗选择关键词集攻击安全性及关键词隐私性,同时从理论和实验两方面分析验证了该方案具有较高的计算效率与存储效率。     

Constructing designated server public key encryption with keyword search schemes withstanding keyword guessing attacks

Designated server public key encryption with keyword search (dPEKS) removes the secure channel requirement in public key encryption with keyword search (PEKS). With the dPEKS mechanism, a user is able to delegate the search tasks on the ciphertexts sent to him/her to a designated storage server without leaking the corresponding plaintexts. However, the current dPEKS framework inherently suffers from the security vulnerability caused by the keyword guessing (KG) attack. How to build the dPEKS schemes withstanding the KG attacks is still an unsolved problem up to now. In this work, we introduce an enhanced dPEKS (edPEKS) framework to remedy the security vulnerability in the current dPEKS framework. The edPEKS framework provides resistance to the KG attack by either the outside attacker or the malicious designated server. We provide a semi‐generic edPEKS construction that exploits the existing dPEKS schemes. Our security proofs demonstrate that the derived edPEKS scheme achieves the keyword ciphertext indistinguishability, the keyword ciphertext unforgeability, and the keyword trapdoor indistinguishability if the underlying dPEKS scheme satisfies the keyword ciphertext indistinguishability and the hash Diffie‐Hellman problem is intractable. In addition, a concrete edPEKS scheme is presented to show the instantiation of the proposed semi‐generic construction.     

Public key searchable encryption scheme based on blockchain

Aiming at the trapdoor security problem of the public key encryption scheme,a random number constructing trapdoor and index was introduced to defend against keyword guessing attacks from the server and avoid data leakage caused by server curious behavior.Research on trusted issues of third parties,the blockchain mechanism with a searchable encryption scheme was combined,and smart contracts as trusted third parties for retrieval was used,which could prevent keyword guessing attacks inside the server and ensure retrieval.The correctness of the results,thereby limiting the malicious behavior of the server when sending data.The solution was analyzed for security and the verification scheme satisfies IND-KGA security.Experiments in real data sets,compared with other programs,prove that the program has certain advantages in time overhead.     

Verifiable multi-keyword search scheme based on improved Merkle-Tree authentication method

Aiming at the problem that the result verification method in the searchable encryption scheme was complicated,the search cost was high and the efficiency was low,it was difficult to meet the requirements of efficient verification and security of multi-keyword search results,a multi-keyword search scheme based on the improved Merkle-Tree authentication method was proposed.Firstly,a multi-keyword searchable algorithm was built to achieve efficient and accurate multi-keyword search by the bilinear mapping.Secondly,based on the improved Merkle-Tree authentication method of Bawa,the verification and dynamic update algorithm of the search scheme was constructed to reduce the calculation cost of the classic MHT to prevent the efficient verification and update of illegal operations such as data tampering,deletion,and forgery.Under the decision-type linear hypothesis and CDH hypothesis,the proof scheme meets the indistinguishability and unforgeability of ciphertext.