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.     

基于CP-ABE算法的云存储数据保护机制

针对电子政务和企业外包数据服务,在用户并不能完全信任云服务提供商这一前提下,研究了基于密文策略属性基加密(CPABE)算法的云存储安全机制,实现了类似基于角色的数据访问控制机制.还将CP-ABE加密和层级访问控制机制相结合,构造简单高效的访问结构树,从而简化了密钥管理的过程;同时利用代理重加密技术实现权限撤销,从而将大部分计算任务交给云服务提供商完成.     

混合云模式下数据安全存储方案

针对混合云模式下数据安全存储与共享使用的问题,提出一种适用于混合云模式下的高效数据安全共享方案,该方案采用密文策略的属性基加密机制加密数据,通过私有云将密文数据存储在公有云上;移动用户访问云数据时,采用匿名密钥协商技术和委托加解密方法,保证用户对数据的快速访问.实验结果表明,本方案能够保证公有云上数据的安全存储,支持细粒度的访问控制,同时将大部分解密计算委托给私有云,减少移动云用户访问云数据的处理时间,使得其加解密时间为恒定值,不会随着属性的增多而线性增长.      

支持用户撤销的多授权机构的属性加密方案

目前多数基于属性加密的云存储访问控制研究是基于单授权机构,系统内仅有一个授权机构为用户颁发属性密钥,可信而好奇的单授权机构会凭借用户提交的属性对用户的身份、职业等隐私信息进行判断和推测,特别是在单授权机构不可信或遭受恶意攻击的情况下,可能造成密钥泄露而导致云端数据被非法解密。为了避免上述两种安全问题,结合现有的多授权机构的思想,使不同权限的授权机构管理不同属性并进行属性相关密钥分发,大大降低了单一信任机构的工作量,解决了单授权机构下的密钥泄露或滥用问题,同时提高了用户的隐私数据保护;通过访问树技术实现了AND、OR及Threshold灵活访问策略,且将用户身份标识设置在访问树中来实现用户的撤销,撤销出现后只需更新部分密文而无需更新属性密钥,因而减少了计算开销。在标准模型下证明了该方案在选择身份属性攻击模型下是安全的,其安全性规约到判定性双线性Diffie-Hellman(decisional bilinear Diffie-Hellman, DBDH)问题。     

支持撤销的多授权中心访问控制方案

为了缓解单授权中心的计算压力,近些年提出了多授权中心的访问控制方案.这些方案对于用户及属性的撤销问题并没有有效地解决.本文提出了一种基于CP-ABE的支持用户和属性撤销的多授权中心访问控制方案.通过引入密钥加密密钥（key encryption key,KEK）树实现用户和属性层级的撤销,同时将计算压力分散给多个授权中心,并将部分解密交给云服务器,减少了用户的计算消耗.通过安全性证明和实验结果表明,方案可以抵御合谋攻击,同时有效地降低撤销过程中密文和密钥更新的消耗时间.￣      

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。     

云计算环境中基于策略的多用户全同态加密方法

全同态加密技术是解决云环境隐私安全问题的有效方法。考虑云环境下用户多样性特征,提出基于策略的多用户全同态加密方案(PB-MUFHE),该方案在全同态加密算法的基础上,通过在密文中设定适当的访问策略以及在密钥中设定属性,从而满足多用户密文的全同态运算以及多用户共享,并支持细粒度的访问控制。安全分析证明PB-MUFHE可以抵制共谋攻击,且在LWE困难度假设随机域模型下是IND-CPA安全的。性能评估表明:PB-MUFHE高效地实现密文数据的全同态运算,并能有效地支持访问控制和多用户共享。     

基于动态重加密的云计算存储平台权限撤销优化机制

针对云存储服务中用户访问权限撤销计算与带宽代价过大、复杂度过高等问题。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,即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实现过程。通过理论分析与模拟实验评估表明,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。     

一种基于多授权系统模型的高效CP-ABE方法

密文策略的属性基加密(Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption,CP-ABE)是一种可靠的方法,它既能实现数据机密性,又能实现细粒度的访问控制。但CP-ABE只支持单授权系统模型,不适合云存储的多授权。通过引入角色和规则的概念,提出了一种多授权系统模型的改进方法,并改进标准CP-ABE方法以形成MACP-ABE方案。该方案能支持改进的多授权系统,实现细粒度的访问控制。此外,MACP-ABE方法可支持用户的属性撤销,从而实现动态属性管理。实验结果表明该方法可以有效地减少整体计算开销。     

基于CP-ABE的云存储数据访问控制方案

结合云存储的应用环境,构造了一种基于密文策略属性的加密(ciphertext policy attribute based encryption,CP-ABE)技术和收敛加密技术的混合加密数据访问控制方案.该方案包括密钥发布中心、用户和云服务器三方实体,能高效、灵活、细粒度地进行数据的访问控制,可提高云存储服务器的空间利用率,并使用签名技术支持数据源认证和数据完整性认证.理论分析与实验验证了该方案具有较高的实际应用价值.     

云存储环境下支持用户动态撤销的属性加密方案

基于CP-ABE算法,提出一个云存储环境下支持已注册合法用户动态撤销的属性基加密方案。与传统的委托云中心代理重加密思想不同,本方案中密文是由云存储中心产生的部分密钥k和数据拥有者放在访问结构中的s值共同作用产生,满足属性访问结构的用户可以重构s,恰好抵消部分密钥k在密文中的盲化因子而得到数据明文。当已注册合法用户撤销后,云存储中心更新原来用于加密的部分密钥为k′以及部分密文,即可阻止注册用户撤销后无法解密数据,从而保护数据的后向安全性。未注销用户也仅需更新部分解密私钥即可正常解密,方案整体所需计算量、更新存储量和通信量较低。     

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.     

基于MA-ABE的云存储访问控制方法

针对于跨域云数据访问控制中的安全性和有效性问题,提出了一种基于树访问结构的多授权机构属性加密(Attribute-Based Encryption,ABE)的跨域数据访问控制方法.通过建立分散授权模型,将属性私钥的生成与中央认证机构(Central Authority,CA)分离,由数据属主(Data Owner,DO)和授权机构分别生成并分发属性私钥组件.利用基于访问结构树的控制策略,有效预防了用户之间以及用户和授权机构之间的联合攻击.此外,用户密钥计算无需使用全球唯一标识(Global Identity,GID),支持匿名用户跨域数据访问.最后,利用双线性判定Diffie-Hellman(Decision Bilinear Diffie-Hellman,DBDH)假设理论分析了方案的安全性.研究结果表明,本方案在解密操作和加解密平均时间上具有较高的性能,能够有效地应用于多授权机构并存的云存储环境.     

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。     

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.     

基于区块链的物联网安全数据共享系统

针对传统数据共享方法存在隐私泄露、易受到拒绝服务攻击和黑客入侵等问题,通过密文属性策略基加密、同步聚合签名、可验证随机函数等方法,设计基于区块链的物联网安全数据共享系统。首先,物联网设备利用密文属性策略基加密方案对数据进行加密,从而对数据使用者的属性进行限定,实现细粒度的数据共享访问控制,并且可以定义使用者的访问次数;其次,在数据共享系统中引入付费商业模型,让云服务器可以为提供的服务进行收费,并且通过可验证随机函数和同步聚合签名产生相应的资源使用证明;然后,物联网设备管理方利用区块链智能合约可以对云服务器产生的证明进行自动化验证;最后,通过外包计算方法将大量运算外包给云服务器进行计算,从而降低用户端的解密开销。本文系统的优势是抵抗针对云存储密文的分布式拒绝服务供给,降低细粒度安全数据共享中用户的解密开销,以及利用区块链智能合约对云平台提供的服务进行审计。通过同步聚合签名可以将多个服务证明进行聚合,从而提高审计的效率。实验结果表明,该系统能够实现分布式的信任管理,对物联网数据的处理速度效率高,能够对加密数据进行细粒度的共享和管理。     

云计算环境中数据分布式强制访问控制算法

在云计算环境中,用户把敏感数据外包在云端,所以数据强制访问控制成为目前云计算研究中亟需解决的问题。当前常用的解决算法是加密数据密钥;但这种算法因密钥分发及数据管理导致计算开销大。因此,提出一种新的云计算环境中数据分布式强制访问控制算法。介绍了云计算环境中数据访问流程,分析基于密文策略和属性的加密算法。利用属性集合对云计算环境中的用户身份进行描述,通过访问控制树表示数据分布式强制访问控制结构,在用户属性集符合既定访问控制结构的情况下,用户才能够完成对数据的解密。通过属性私钥申请、文件上传和文件下载三个过程,实现数据分布式强制访问控制。实验结果表明,所提算法在效率、安全性、内存消耗和控制精度四个方面均显示出了很大的优势。     

适用于云存储的并行无证书代理重加密方案

为了保证云存储中数据的安全访问控制,并基于CPU已进入多核阶段的现状,将并行计算思想用于代理重加密算法中,提出了一个并行代理重加密方案(PCL-PRE).数据拥有者使用对称加密密钥(DEK)加密敏感数据,同时使用代理重加密算法加密该DEK,将这些加密内容存储于云存储中心.云存储中心作为半可信的代理节点,根据访问控制列表,将数据拥有者的DEK进行代理加密,转化为多个接收者可以用自己私钥解密的密文,而在整个过程中都无法获取任何明文信息.接收者收到密文后,即可解密.该方案使用随机数复用技术,对消息进行优化并行,并结合密文聚合,进一步提高了传输效率.实验表明,并行代理重加密方案具有明显的效率优势.     

网络安全文件系统SecNFS中文件密码算法的选择与实现

当SecNFS作为安全网络文件系统使用时,文件服务器上存储的是文件的密文数据,客户端直接通过网络访问文件服务器上的文件,网络上传输的也只是文件的密文数据,所有文件数据的加／解密操作都在客户端内核中进行。每个文件都有自己的对称密钥,这个密钥使用用户的公钥加密存储在用户的访问控制文件中,用户只有通过自己的私钥解密文件密钥,才能对加密文件进行透明的读写操作。另外,对文件数据还提供完整性保护,在文件服务器或者在网络传输过程中对文件数据的任何篡改,都能被客户端察觉。     

云计算环境中数据分布式强制访问控制算法研究

在云计算环境中,用户把敏感数据外包在云端,所以数据强制访问控制成为目前云计算研究中亟需解决的问题。当前常用的解决算法是加密数据密钥,但这种算法因密钥分发及数据管理导致计算开销大。因此,提出一种新的云计算环境中数据分布式强制访问控制算法,介绍了云计算环境中数据访问流程,分析基于密文策略和属性的加密算法,利用属性集合对云计算环境中的用户身份进行描述,通过访问控制树表示数据分布式强制访问控制结构,在用户属性集符合既定访问控制结构的情况下,用户才能够完成对数据的解密。通过属性私钥申请、文件上传和文件下载三个过程实现数据分布式强制访问控制。实验结果表明,所提算法在效率、安全性、内存消耗和控制精度四个方面均显示出了很大的优势。