云中支持抗合谋攻击的批验证方案

存储数据的完整性问题是云计算安全的重要问题。针对撤销用户与云服务器或者第三方审计机构可能存在的合谋问题,提出一种能够抵抗合谋攻击并且满足数据批验证的方案,可提高存储数据的安全性和验证完整性的效率。方案结合虚拟用户思想和代理重签名技术,把撤销用户的签名转化为虚拟用户的签名,以此抵抗撤销用户与CSP的合谋攻击。在审计阶段利用随机掩码技术盲化证据,使得TPA即使有撤销用户的合谋,也无法获得当前用户的隐私。方案不仅支持单个数据块的完整性验证,也支持多个数据的批验证,可同时检验多个群用户的审计请求。安全分析表明,该方案能够有效抵抗合谋攻击,保护用户数据隐私。     

基于动态布隆过滤器的云存储数据持有性验证方法

针对现有云存储数据持有性验证方法验证效率低的问题,提出一种基于动态布隆过滤器的云存储数据持有性验证方法.首先使用同态哈希函数对云存储数据进行处理,简化客户端计算量;然后第三方验证平台使用数据块标签构造动态布隆过滤器,支持云存储数据的全动态操作;最后通过随机验证路径生成持有证据,增强云存储数据持有性验证的安全性.实验结果表明该方法可有效减少证明计算开销,提高了验证安全性和验证效率.     

基于同态加密的电网隐私数据多维聚合优化算法

针对智能电网实时采集用户用电数据聚合上传通信过程中存在的计算效率低、传输不安全、泄露用户隐私等问题,提出了一种基于同态加密的电网隐私数据多维聚合优化算法。利用基于盲因子技术的Paillier加密算法对多维数据进行整体加密和签名，并向聚合器报告加密后的密文和签名;采用双线性配对方案，对签名后的数据进行签名验证分析;利用Paillier加密算法的同态特性实现数据聚合。安全性分析证明，该算法解密安全且能抵抗外部攻击和内部攻击，批量验证也具有安全性。实验结果表明，提出的算法与其他4种对比算法相比不仅计算效率较优，而且通信效率也较优;与基于身份的同态方案相比，该方案的数据签名和签名验证所花费的时间分别可平均降低约510 ms和187 ms,在数据通信过程中所花费的时间平均降低了约449 ms。     

云存储中动态多副本数据的完整性验证

云存储环境下,如何高效且动态地完成对用户多副本数据的完整性验证是一个极具挑战性的课题.在现有云数据完整性验证方案的基础上提出了一种多副本数据持有性证明方案,通过引入认证的副本哈希数组数据结构实现了多副本文件的可动态更新验证.方案实现了数据的安全存储与更新,并有效保证了数据多副本的隐私安全.安全性分析与实验表明了方案的安全性与有效性.     

一种高效的多副本数据持有性证明方案

为了验证云存储中服务提供商是否完整地存储了用户的数据副本,在分析支持动态数据的持有性证明方案(RDPC)的安全缺陷(无法抵抗替换和重放攻击)的基础上,对其进行了改进和扩展,提出一种基于同态哈希技术的多副本持有性证明方案。该方案能够同时对多个副本的持有性进行验证,具有抵抗替换攻击、重放攻击和伪造攻击的能力。通过对Merkel哈希树进行改进,使方案更好地支持动态数据操作,同时利用γ编码技术,使得对数据块的验证和更新等操作过程中通信的数据量更小。     

基于多分支树结构的电力缴费终端数据完整性验证方案

针对电力缴费终端存在管理人员操作不当和黑客攻击等行为导致数据损坏和丢失等问题,设计了一种基于多分支哈希树结构的数据完整性防护验证方法。该方法利用基于双线性映射的签名机制和多分支树结构的特性,通过使用随机掩码技术对分块的数据进行随机化处理,以确保数据的隐私性,采用多分支树形结构实现对数据块的快速认证和快速签名,并利用哈希树节点的哈希值验证数据块的完整性,引入验证服务器对数据分块进行批量验证和证据计算,并通过设置备份服务器完成对存储数据的备份处理。实验结果表明,该方案可以有效提高对存储数据完整性的批量检测效率,并降低终端和主服务器的计算开销,同时具有较小的计算开销和较高的安全性。     

基于丛同态的部分盲签名方案

为满足电子世界一种特殊的签名需要,利用丛同态理论设计了一种部分盲签名方案。利用归约方法证明具有多项式计算能力的攻击者无法伪造一个可以通过验证的部分盲签名。也不能签署一个消息,随后又成功地否认签署过这个消息。具有无穷计算能力的攻击者,虽然能够成功伪造一个可通过验证的签名,但是伪造的签名很容易被发现。这样的部分盲签名方案同时保护了签名人的利益和签名依赖人的隐私信息。     

一种基于双线性对的云存储数据安全保护协议

针对支持公开验证的云存储模式中用户的数据隐私有可能泄露给第三方审计(TPA)的问题,为保护用户云端数据隐私和数据完整,提出一个基于双线性映射的云端数据完整性检测协议。该协议利用哈希函数单向性的性质,云存储服务器收到第三方审计的挑战请求后,对所需验证的数据块进行哈希运算处理,使第三方审计在验证阶段无法获得用户数据信息,从而保护用户的数据隐私;然后给出所提协议的正确性、数据完整性和数据隐私保护的分析;此外通过Merkel哈希树(MHT)的引入解决了数据动态更新的问题,如修改、删除、插入、追加。     

基于Shamir秘密共享的云端多副本审计

针对云端多副本审计问题,提出了一种基于Shamir秘密共享的审计方案.该方案利用Shamir秘密共享算法为同一数据文件的所有副本生成不同的数据标签,以防范云服务提供商的多种攻击,且根据该算法特性生成的聚合标签能有助于实现云服务提供商未完全持有全部副本数据时的出错定位;利用BLS(BonehLynn-Shacham)签名和双线性映射技术实现了多副本的批量审计,避免了云服务提供商与审计者之间的多次交互,从而降低了审计过程中的通信开销;通过在用户数据预处理阶段引入随机掩码实现了对合谋攻击的防范,并在审计过程中应用随机掩码避免了用户隐私的泄漏.对提出方案的安全性进行了理论证明,并与已有方法在性能方面进行了比较和实验分析.结果表明:提出的方案能够有效地实现多副本数据的安全审计,并较之已有方法具有更小的时空开销.     

基于格的线性同态签名方案

基于格上SIS(the Small Integer Solutions problem)最小整数解问题提出了一个新的线性同态签名方案,该方案可以抵抗量子计算的攻击.与之前的线性同态签名方案相比较,摆脱了对同态哈希的依赖性,提高了计算效率,但安全级别仍然不变,并且证明了该方案满足正确性、不可伪造性和私有性.     

一种抗替换攻击的SM2签名算法

首先简要回顾了SM2签名算法遭受的替换攻击；然后，利用哈希函数将签名私钥、签名消息与签名随机数的哈希结果作为签名的随机组件，对原始的SM2签名算法进行改进，构造具备抗替换攻击性的SM2签名方案，并在一般群模型下证明了方案的安全性；最后，对提出的抗替换攻击SM2签名算法与原始SM2签名算法进行效率测试，实验结果证明了提出的算法在计算复杂度与算法执行效率方面结果基本一致。该签名算法的研究不仅有效的抵御了替换攻击带来的安全威胁，而且丰富了国产密码体系。     

基于BLS的动态云数据完整性验证方案

随着云存储技术的发展,更多的用户选择将数据存储在云端,这虽然为用户节约了存储空间,但同时也让用户失去了对数据的控制权,无法确保云端数据的完整性.因此,检验数据的完整性便成为一个亟需解决的问题.当前许多数据完整性验证方案仍存在无法支持全动态更新(插入、修改和删除)的问题.本文提出一种基于BLS(Boneh–Lynn–Shacham signature scheme,BLS)短签名即基于双线性对构造的云数据完整性验证方案,实现了对云端数据的高效动态完整性更新和验证.经过实验分析,本文所提方案在达到同等安全程度上,极大地缩短了签名的长度,并提高了云存储空间的利用率.     

跨云存储环境下协同的动态数据持有方案

为了认证跨云环境下用户数据的完整性,该文提出了一种协同的动态数据持有CDDP(cooperative dynamic data possession)方案。首先,利用分层Hash索引技术,将多个云存储服务提供商的响应消息聚合为一个消息,通过云存储服务提供商、组织者和可信第三方之间的交互通信实现了数据的持有性认证。其次,通过对Hash索引表(indexHash table)中只涉及更新数据块的索引记录和标签信息的更新,实现了数据修改、数据插入和数据删除等用户数据的动态更新。结果表明:该方案降低了计算时间,具有完备性和抵抗伪造攻击等属性。     

基于改进哈希树模型的数据完整性验证方案

针对存储在云端数据的完整性问题,结合同态认证标签机制和R-MHT哈希树结构,提出基于改进哈希树模型的数据完整性验证方案,在验证过程中能有效降低计算量和通讯开销,并能够支持数据的动态操作。实验结果证明,该方案相比传统的哈希树结构,在验证的性能上和准确性上有一定的优势,能够很好地完成数据完整性验证。     

具有前向安全特性的密态图像搜索方案

围绕当前多数密态图像搜索方案在更新时产生的信息泄露问题,提出一个云环境下具有前向安全特性的密态图像搜索方案.方案首先采用Tensorflow机器学习模型进行图像识别,设计高效图像关键字信息提取方法;然后基于动态可搜索加密思想,利用GGM范围受限伪随机函数生成搜索令牌,构造出支持动态更新的安全密态图像索引结构.搜索时利用搜索令牌和哈希函数计算匹配结果,不会泄露查询者隐私.安全分析和实验结果表明,本方案在满足高效搜索的同时实现前向安全性,并具有良好的更新性能.     

面向移动云计算的轻量级数据完整性验证方法

研究了面向移动云计算的数据完整性验证技术,依托BLS短签名算法和Merkle哈希树,提出了一种适合在移动云计算环境中部署的数据完整性验证方案.该方案针对移动云计算环境中的移动设备计算能力较低和通信传输能力较弱的情况进行设计,能以相对较少的计算量和较低的数据通信量完成可信度较高的数据完整性验证.该方案还具有支持验证外包、无需源文件块直接参与验证、验证中无状态信息保存、以及支持对云端数据的动态操作等特性,适合于移动云计算环境中面向数据的应用.     

基于身份不可授权的强指定验证者盲签名

在盲签名方案中,消息和签名结果对签名人是不可见的.在不可授权强指定验证者签名中,只有指定验证者才能验证签名的有效性,而且其签名是不可授权的.设计了一种高效的身份基不可授权强指定验证者盲签名方案.分析结果表明,设计的方案不但是安全的,而且其效率也非常高.     

改进的基于同态哈希的云存储数据完整性验证方案

为了解决云存储用户数据完整性验证问题,在分析现有远程数据完整性校验方法的基础上,在标签生成的过程中加入同态哈希与伪随机数,提出一种支持动态数据与无限次挑战的同态哈希的数据完整性验证方案。通过安全性与性能的分析证明该方案的有效性,在保证远程数据完整性的同时,减少了存储空间的冗余和带宽消耗。     

属性盲化的模糊可搜索加密云存储方案

为保护基于属性的密文策略（ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE）可搜索加密云存储机制中数据使用者的属性隐私,实现云存储模糊可搜索加密,该文提出一种属性盲化的模糊可搜索加密云存储（attribute blinding fuzzy searchable encryption cloud storage,ABFSECS）方案.数据使用者的每个访问属性被随机盲化,再聚合为一个完整的盲化属性.通过关键字索引集和数据使用者生成的关键字陷门的匹配计算,实现了模糊可搜索加密云存储机制.利用云服务器的强大计算资源,引入预解密操作,减少了数据使用者的计算时间开销.安全性分析表明,ABFSECS方案具有不可伪造性,可抵抗数据使用者与云存储服务器间的共谋攻击,不会泄露数据使用者的属性隐私信息.      

基于GPU的可扩展哈希方法

为了使用可扩展哈希表进行快速的数据访问,需要高效地更新索引以维护哈希表.文中提出了一种基于GPU的可扩展哈希算法g EHT.该算法充分利用GPU的并行计算能力,并采用表重用、预分裂技术,无锁地扩展和收缩表、插入和删除数据,实现了高并发地创建哈希表、更新索引和检索数据.实验结果表明,该算法的查询数据、维护哈希表和更新索引性能优于其他多核CPU的线性哈希及可扩展哈希算法,尤其是在高负载的情况下.