理想格上支持访问树的属性基加密方案

针对量子时代下属性基加密(attribute-based encryption,ABE)机制中访问结构设计较复杂的问题,结合Zhu等提出的基于R-LWE(learning with error over ring)的属性基加密方案,提出一种理想格上支持树形访问结构的密文策略属性基加密方案。该方案将格理论应用到属性基加密机制中,采用访问树表示访问策略。访问树的叶子节点表示属性,非叶子结点表示策略操作符,通过Shamir秘密共享技术构造灵活的访问表达式,支持访问策略的与、或、门限操作,实现对密文的访问控制。理想格上的加密方案具有私钥尺寸小、运算效率高等优点。该方案基于理想格上R-LWE难题,满足标准模型下选择明文攻击安全。通过与相关方案对比分析表明,该方案在保证性能不变的前提下,能够抵抗量子攻击,实现灵活的访问策略。     

可支持属性撤销的基于 CP-ABE 可搜索加密方案

针对目前基于属性的可搜索加密方案存在密钥泄露以及不支持属性撤销的问题,提出了一种云环境下,安全高效、可支持属性撤销的基于 CP-ABE （ciphertext-policy attribute based encryption）的可搜索加密方案。该方案不仅可支持细粒度的访问控制,具有较高的计算效率,且用户密钥使用随机值盲化后提交服务器,保证了用户密钥的保密性和安全性。该方案支持用户属性的撤销,并在属性撤销过程中,将密文更新的大部分工作转移给云服务提供商完成,方案在保证安全性的前提下,进一步降低了用户的计算代价。方案的安全性基于 DL（decisional linear）假设,在通用模型下具有选择明文攻击安全,抗合谋攻击,前向安全和后向安全。     

密文策略的权重属性基加密方案

在综合分析现有密文策略属性基加密方案的基础上,针对现有密文策略属性基加密方案较少考虑属性重要性的现状,将权重的概念引入到密文策略属性基加密方案中.授权机构依据属性在系统中的重要程度为其分配不同的权值,并依据属性的权值,通过属性转化算法将属性集合转化为属性权重分割集,利用线性秘密共享方法来实现密文策略权重属性基加密方案.提出了密文策略权重属性基加密方案的安全模型,在判定性双线性Diffie-Hellman指数假设下证明了该方案在标准模型下抵抗选择明文攻击的能力.密文策略权重属性基加密方案尽管在密文和密钥长度方面有所增加,但方案既可以支持细粒度的访问控制,又可以体现出属性的重要性,更加贴近于实际环境.     

基于以太坊的格上属性基可搜索加密方案

提出了一种基于以太坊的安全、灵活、高效的格上属性基可搜索加密方案.方案基于格密码体制提出,解决了传统基于双线性配对技术的属性基可搜索加密方案存在的不可抗量子攻击安全问题.方案使用基于以太坊技术的分散存储方法解决了传统云存储系统中单点故障问题,并且方案中数据拥有者代替私钥生成器为用户生成私钥,这避免传统方案由于密钥托管问题造成的密钥滥用以及隐私泄露.采用以太坊的智能合约解决了以往属性基可搜索加密方案中云服务提供商不可信情况下关键字搜索结果的可靠性问题.与传统属性基可搜索加密方案相比,方案不仅可实现对加密关键字的细粒度检索,并且可抵抗量子攻击,增强了方案的安全性.在容错学习问题(learning with errors,LWE)假设下,证明了方案的安全性.     

支持追责和用户撤销的属性基加密方案

针对当前属性基加密系统中用户与中心滥用密钥以及用户解密权限的撤销问题, 提出一种支持追责和用户撤销的属性基加密方案. 该方案使用“不动点”作为密钥拥有者的标识符, 实现了对恶意用户的身份追踪; 通过用户与中心交互生成解密密钥, 解决了半信任中心滥用密钥的问题; 利用完全子集方案和自更新加密方案实现了用户的即时撤销, 并达到了前向/后向安全性; 同时使用Paillier加密体制, 避免了追踪过程中的存储代价. 该方案无需在系统建立阶段预先确定属性个数, 且在标准模型下被证明是选择明文安全的.     

一种可外包解密的高效密文策略的属性基加密方案

基于属性基的加密方案提供了一种对加密数据进行复杂访问控制的机制。但在大多数属性基加密系统中,密文长短和解密开销会随访问策略的复杂性而增加,限制了在资源有限的设备上运行程序。针对该问题,通过引入外包解密方法,构造了一个高效的、抗共谋攻击的可外包解密的密文策略的属性基加密方案,该方案在加密算法构造过程中引入线性密钥共享矩阵作为输入,并根据该矩阵选择随机指数,使得私钥随机分布,从而实现了抗共谋攻击,且方案在解密过程中引入了外包解密,只需要用户进行少量的计算便可得到密文相应的明文,从而很好解决了资源制约性问题。本文提出的安全证明是在非交互模型下、判定性平行双线性Diffie-Hellman幂元假设下进行的,且通过效率与安全性分析得出本方案拥有良好的性能。     

一种基于异或运算的属性撤销CP-ABE方案

针对属性撤销CP-ABE方案中密钥更新时属性授权机构与用户之间的通信开销过大及密文更新时云存储中心的计算复杂度过高的问题,本文提出一种基于异或运算的、支持属性级撤销的密文策略属性基加密方案. 在该方案中,属性授权机构先将需要撤销的属性名称、被撤销用户的标识及新的时间参数发送给云存储中心,然后云存储中心根据用户标识和新的时间参数的异或结果与密文的一部分进行异或运算,得到新密文.收到新密文后,正常用户可以利用自己的密钥解密得到原密文,进而得到明文,而被撤销用户则只能使用已撤销属性的新密钥才能解密得到原密文,从而实现属性级撤销. 理论分析和数值模拟表明,在保证系统安全性的前提下,该方案能够减少属性授权机构与用户间的通信开销,降低云存储中心的计算复杂度.     

云存储访问控制中的快速属性基加密方案

密文策略属性基加密(CP-ABE)的特征比较适合用于安全云存储中对数据的访问控制,而单授权中心的CP-ABE中,随着用户属性个数的增加,其计算密钥生成和分发的难度越来越大,不能满足实际应用的需要。针对上述问题,在多授权机构CP-ABE的基础上,引入在线/离线加密和外包解密思想,基于l-BDHI难题提出了多授权机构下快速属性基加密方案。分析表明方案在标准模型下是选择明文攻击安全的,并通过实验仿真对方案性能进行了详细地对比分析,方案在密钥生成时间、加密时间及解密时间方面均具有较大优势,更适合于计算能力受限的云用户。     

一种低代价的云计算存储权限管理机制

以密文策略的属性加密体制(CP-ABE)的密文访问控制方案作为理论背景,设计出一种基于动态重加密的云存储权限撤销优化机制(DR-PRO).该机制利用(k,n)门限方案,将数据信息划分成若干块,动态地选取某一数据信息块实现重加密,依次通过数据划分、重构、传输、提取以及权限撤销等子算法完成用户访问权限撤销过程.理论分析与模拟实验表明,在保证云存储服务用户数据高安全性的前提下,DR-PRO机制有效降低了用户访问权限撤销的计算与带宽代价,其性能效率得到了进一步优化与提高.     

支持叛逆者追踪的权重属性基加密方案

针对恶意用户出售私钥后难以被追责的问题,同时考虑到实际应用中用户属性存在重要程度不同的需求,提出一种支持叛逆者追踪的权重属性基加密方案,该方案将用户身份信息嵌入到用户的私钥中,从而追踪系统中泄露关键信息的恶意用户。另外将属性权重的思想引入该方案,将属性集通过属性集分割算法转化为属性权重的分割集,采用线性秘密共享实现访问控制,使其更贴近于实际环境。方案证明在q-BDHE(q-bilinear diffie-hellman exponent)假设下满足标准模型下选择明文攻击安全。与其他方案相比,该方案在通信代价和计算代价方面都有显著的提高,更加适用于移动终端设备在云计算中的应用。     

基于ECC存在特权集的(t,n)门限群代理多重签名方案

为了解决门限群签名方案中联合攻击、伪造攻击、权限、抵赖等问题,本文基于hash函数的单向性、椭圆曲线离散对数问题的难解性,结合Shamir(t,n)门限方案,提出了一种基于ECC存在特权集的(t,n)门限群代理多重签名方案,满足((t1’,n1';t1,n1)(t2’,n2';t2,n2))门限特性.该方案利用公钥环境下交互式身份验证的方法,增加成员认证密钥,有效防止密钥管理中心和签名服务者的串通陷害;签名者通过等式验证密钥管理中心分配的秘密份额是否有效;代理授权份额的生成由原始签名者和代理签名者共同完成,单个签名的生成使用了签名者的私钥和随机数,有效防范抵赖.安全性分析表明,该方案具有抗联合攻击、强不可伪造性、门限特性和匿名性等特点,满足门限群代理签名应有的性质.     

一种基于ECC具有时间限制的动态秘密共享方案

基于椭圆曲线密码体制(elliptic curve cryptography,ECC)?哈希函数及Shamir的门限方案,提出了具有时间限制的动态秘密共享方案?方案中每个参与者秘密份额由自己生成,并且只需维护自己的一份秘密份额就可以共享任意多个秘密;秘密份额的更新具有时间限制,不需要秘密分发者的参与,参与者和秘密分发者无需同步更新,不存在通信量的问题;参与者的加入/退出不影响其他参与者秘密份额的改变,引起授权子集的增加时,计算量主要是秘密分发者进行的哈希运算;秘密份额的生成具有前向安全性;秘密恢复在有效期内对秘密份额进行验证,防止欺骗行为?方案的安全性基于大数分解?椭圆曲线离散对数问题的难解性及Shamir的门限方案的安全性?     

An attribute-based ring signature scheme in lattice

An attribute-based ring signature scheme in lattice was proposed in this paper. In this signature scheme, an entity’s attributes correspond to the columns of a lattice matrix, and the signature was generated by using a subset of these attributes. The entities possessing these attributes form a ring. The scheme is computationally efficient than the schemes based on the integer factor problem and discrete logarithm problem, furthermore it is still secure in quantum computing environment.     

改进的基于椭圆曲线的智能卡认证方案

分析了Wang等人基于智能卡的身份认证方案,指出方案中存在的安全性问题,提出了改进方案。与Wang等人的方案相比,改进方案可以抵抗密码猜测攻击和Denning-Sacco攻击,并且改进方案应用了椭圆曲线密码机制,对于存储空间与处理能力受限的智能卡有极大的帮助,证实了该方案是一个高效、安全的身份认证方案。     

一种新型的安全云存储模型

针对云存储中的数据安全访问控制问题,设计了一个以云服务器为中心节点,支持不同权限多用户访问的安全高效的云存储模型。该模型利用椭圆曲线公钥密码设计具有语义安全的可搜索加密算法,并结合关键字相关度定义和保序加密算法提高数据检索准确性,降低系统通信负担;通过代理加密思想、用户访问控制列表和用户——数据访问控制矩阵实现不同权限用户的访问控制,安全灵活解决动态用户密钥管理问题。最后通过对模型安全性和模型效率两个方面对比分析,对模型可行性给出了证明。     

An Efficient and Secure Multi-Secret Sharing Scheme with General Access Structures

A multiple secret sharing scheme can share a group of secrets in each sharing session, which is very useful especially in sharing large secrets. However, most of the existing multiple secret sharing schemes are （t, n） threshold schemes, so they are fit for only threshold applications and unfit for the applications of general access structures. Due to the fact that a （t, n） threshold scheme could only handle a small fraction of the secret sharing idea, a novel multi-secret sharing scheme is proposed, which is designed based on general access structures. The security of this scheme is the same as that of Shamir＇s threshold secret sharing scheme. Compared with the existing multiple secret sharing schemes, the proposed scheme can provide greater capabilities for many applications because it is able to deal with applications of general access structures.     

隐藏访问模式的高效安全云存储方案

围绕当前云存储环境中用户数据机密性和隐私泄露问题,提出一个隐藏访问模式的高效安全云存储方案.该方案首先将文件分为固定大小的数据块,利用伪随机函数和抗碰撞哈希函数将数据块编码、加密,并将密态数据块上传至云服务器的伪随机集合超集内,构建安全云存储结构;同时,设计两轮用户访问策略,在隐藏访问模式的同时降低了存储代价和访问交互次数,实现文件的动态高效更新.安全分析表明,选择适当的安全参数,方案满足L₁L₂-动态自适应安全性.实验结果表明,本方案在保证数据机密性的同时,更适用于实际的云存储环境.     

A certificateless threshold public key encryption scheme

The decryption participant’s private key share for decryption is delegated by key generation center in the threshold IBE scheme.However,a key generation center which is absolutely trustworthy does not exist.So the author presents a certificateless threshold public key encryption scheme.Collaborating with an administrator,the decryption participant generates his whole private key share for decryption in the scheme.The administrator does not know the decryption participant’s private key share for decryption.Making use of q-SDH assumption,the author constructs a certificateless threshold public key encryption scheme.The security of the scheme is eventually reduced to the solving of Decisional Bilinear Diffie-Hellman problem.Moreover,the scheme is secure under the chosen ciphertext attack in the standard model.     

多维适配算法对区块链节点可信授权的优化研究

区块链技术可解决物联网传统访问控制方案中管理集中、数据易丢失等问题,实现分布式、安全性高的访问控制,但容易忽视建立动态灵活的访问控制机制的重要性,当节点被破坏时无法自动捕捉网络的动态信息,并相应地调整其授权策略.本文设计了一种基于属性的物联网访问控制机制,具有辅助授权的信任和声誉系统,提出多维适配算法(MDAA),首先利用一个公有区块链和私有侧链,将敏感信息和公共数据分开存储,服务消费节点注册属性,服务提供节点定义访问门限策略;接着信任和声誉系统逐步量化网络中每个节点的信任和声誉评分,当服务消费节点发起访问请求后,智能合约验证服务消费节点是否满足访问门限策略要求的属性和信任声誉阈值,都满足则获得访问权限;最后依据节点间交互作用定期更新节点的信任和声誉评分,实现动态验证和授权.仿真结果表明,与TARAS算法、DADAC算法相比,MDAA支持双向信任评估,具有较好的算法收敛性,在确保授权安全的同时减少了处理访问控制的延迟,具有适用性.