较小存储空间下物联网隐私保护加密算法研究

当前物联网隐私保护加密算法所需存储空间较大,且计算复杂度高,不适于物联网用户众多、计算量大且存储空间较小的情况。为此,提出一种新的较小存储空间下物联网隐私保护加密算法,在对物联网中数据库关系进行分解的过程中,选用动态加密技术动态地产生密钥,使其适于较小存储空间环境。依据多辅助随机服务器和单数据库的思想对较小存储空间下物联网进行隐私保护,通过动态变换加密技术对数据进行加密后,利用预处理与在线查询两个阶段实现物联网用户信息的隐私保护。实验结果表明,采用所提算法进行物联网隐私保护加密,功能性和安全性较强,所需时间短,且能够保证加密隐私信息的完整性。     

较小存储空间下物联网隐私保护加密算法

当前物联网隐私保护加密算法所需存储空间较大,且计算复杂度高,不适于物联网用户众多、计算量大且存储空间较小的情况。为此,提出一种新的较小存储空间下物联网隐私保护加密算法。在对物联网中数据库关系进行分解的过程中,选用动态加密技术动态地产生密钥,使其适于较小存储空间环境。依据多辅助随机服务器和单数据库的思想对较小存储空间下物联网进行隐私保护,通过动态变换加密技术对数据进行加密后,利用预处理与在线查询两个阶段实现物联网用户信息的隐私保护。实验结果表明,采用所提算法进行物联网隐私保护加密,功能性和安全性较强,所需时间短,且能够保证加密隐私信息的完整性。     

基于密钥树的云平台隐私保护与分享技术研究

云存储平台中的隐私保护问题是云安全的挑战之一,当前主流的云存储平台大多面向内容存储服务,缺少对用户隐私信息的保护。针对该问题,文章设计了一种高效、用户主动可控的隐私保护云存储架构,该架构用高效的对称密码体制加密隐私信息,以安全的公钥密码体制传递解密密钥和文件信息,设计密钥派生树生成大量密钥实现高效的密钥管理,云存储服务提供者和非法用户均无法获取隐私信息,但用户可以将隐私信息向特定对象分享。分析表明,该架构不增加当前云存储平台负担并且能有效保护用户隐私。     

采用区块链的物联网数据共享方案

针对物联网(IoT)数据共享过程中存在的安全漏洞和隐私泄露风险,提出一种基于区块链的物联网数据共享方案.采用数据的不可篡改、分布式存储、隐私保护、可追溯及访问控制,将消息队列遥测传输(MQTT)作为通信协议和中间件,并为其提供身份认证和主题权限管理.结合国产加密算法实现密钥交换、数据摘要和加密传输,通过区块链记录设备的行为,在提高可信度的同时提供追溯的能力,采用智能合约对数据和主题进行共享和管理,实现链上链下数据协同保障数据的一致性.通过系统原型实现与测试,结果表明：该方案能够确保物联网设备之间共享数据时的安全性和隐私性,满足物联网应用性能需求,具有可行性.     

基于云计算的大数据安全隐私保护

基于混合云提出了一种高效数据隐私保护模型,研究表明:通过引入非对称加密算法来加密双方通信用的对称密钥,较好地提高了云传输的安全性.     

多密钥隐私保护决策树评估方案

为了保护机器学习中决策树数据和模型的隐私,并减少计算和通信开销,提出了一种多密钥隐私保护决策树评估(multi-key privacy-preserving decision tree evaluation,MPDE)方案。利用分布式双陷门公钥密码(distributed two-trapdoor public-key crypto,DT-PKC)系统对所有数据进行加密。基于跨域安全加法协议实现来自不同公钥加密的两个密文的加法,改进原有的安全比较协议以支持多用户多密钥,保护了请求信息、分类结果和决策树模型的隐私。引入可信第三方密钥生成中心,减少了实体之间的通信开销,且在密钥分发完后离线。采用服务代理商代替用户与云服务器交互,降低了用户与云服务器之间的通信开销和用户的计算开销。安全与性能分析表明该方案具有高隐私性和高效性。同时,仿真实验显示该方案具有更低的计算开销。     

物联网密文数据访问中可撤销的混合加密控制算法设计

针对物联网密文数据访问中用户隐私数据的安全性与数据应用操作效率要求之间的矛盾问题,提出一种新的可撤销的混合加密控制算法。介绍了对称加密算法,根据物联网密文数据访问中用户录入的指纹,通过数据特征提取过程、模板生成过程以及密钥生成过程生成可撤销密匙。介绍了公钥加密算法,给出物联网密文数据访问中公钥加密算法加密过程。对对称加密算法和公钥加密算法的性能进行对比,将二者结合在一起形成可撤销的混合加密控制算法。将椭圆加密算法和AES加密算法作为对比进行测试,结果表明所提算法效率高,对明文和密钥有较高的敏感性。     

云环境下用户隐私混合加密方案及其性能分析

针对云环境下用户隐私数据的安全性和数据应用操作效率要求相矛盾的问题,提出了一种基于同态加密和基于属于加密的混合方案,实现对云用户隐私信息进行分类加密保护.方案中将用户数据分为绝对保密的数据和可信用户合理访问的数据2类,其中对绝对保密的数据采用同态加密算法;对可被部分授权用户访问的数据制定相应的访问控制树,并采用基于属于的加密算法.设计了云环境下混合加密方案,分为客户端和服务端,并将混合加密方案与基于属性的加密方法从加解密时间和存储开销进行了比较,可以看出混合加密方案具有很好的应用前景.     

支持隐私保护的云存储框架设计

针对云存储中的隐私安全问题,设计了一个支持隐私保护的、高效且安全的云存储框架.该框架采用多叉树结构构建数据索引,设计密钥推导算法EKDA(Extirpation-Based Key Derivation Alogrithm)实现密钥的管理和分发,构建关键字检索算法DLSEK(Discrete Logarithm-Based Search on Encrypted Keyword)实现对数据共享和密文检索的支持,并结合延迟更新技术解决用户访问权限变更和数据更新问题.从EKDA的有效性、DLSEK的性能和隐私安全方面进行实验评估和安全分析,结果表明:EKDA能有效地减少通信和存储负载,DLSEK是一种具有单向性安全的支持检索的加密技术,整个框架的设计能有效地保护用户的隐私,同时支持高效的数据访问.     

物联网中无可信权威中心的隐私保护数据聚合方案

针对物联网数据收集过程中的隐私保护问题,提出了一个无可信权威中心的隐私保护数据聚合方案.首先,在不依赖可信权威中心的前提下,终端设备之间利用密钥交换算法生成共享秘钥并构建加密密钥,保证上报数据的隐私性;其次,根据Carmichael定理设计了一种容错机制,当终端设备故障或者网络连接出错时,控制中心仍然可以对已接收数据进行聚合统计;此外,采用批量验证的方式保证上报数据的完整性.最后,理论分析证明了本文方案的正确性和安全性.性能实验表明,相比于已有方案,所需的计算开销较低,而为了具备容错能力和提升数字签名的验证效率,增加了部分通信开销.     

档案数字化保密存储格式控制方法分析

档案数字化保密存储容易被篡改格式且易受攻击,为了实现档案数字化保密存储格式自适应性,需要进行档案数字化存储格式控制优化,提出基于向量量化编码技术的档案数字化保密存储格式控制.采用档案数字化保密存储信息线性结构重组方法,设计加密的密钥协议,得到档案数字化保密存储信息的密钥构造.依据密钥构造结果,采用分段线性加密方法设计档案数字化保密存储信息的加密编码格式,得到信息量化编码模型.在加密编码格式设计的基础上,通过向量量化编码技术实现档案数字化保密存储格式控制.仿真结果表明,采用该方法进行档案数字化保密存储格式控制的自适应性较好,加密的抗攻击能力较强,提高了档案数字化安全存储能力.     

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。     

基于AES算法的敏感数据库智能加密方法研究

为了提高敏感数据库存储信息安全性,需要进行敏感数据库智能加密设计,提出基于AES算法的敏感数据库智能加密方法,构建敏感数据库信息加密的安全密钥,采用算术编码设计方案进行敏感数据库存储信息的自适应特征分类和向量量化编码设计,在高级加密标准协议(AES)下进行敏感数据库存储数据加密的循环码重构和分组加密设计,构建加密和解密密钥,将敏感数据库智能加密循环码译码的明文进行特征分块重组,采用随机抽样方法进行敏感数据库存储信息的样本空间重构,结合密钥协商校验和椭圆线性编码方法,实现高敏感数据库存储的多层加密设计。仿真结果表明,采用该方法进行敏感数据库存储信息加密的抗攻击能力较强,加密的安全性较好,提高敏感数据库存储的安全性。     

基于喷泉码的隐私保护和数据恢复方法

为进一步提高数据的可靠性,提出一种基于喷泉码的隐私保护和数据恢复方法.该方法利用块内计算复杂度有上界且各码块之间相互独立的特性,对数据进行分块编码及译码,实现快速数据恢复.同时采用随机密钥对信息进行扩展以实现数据的轻量加密,从而达到隐私保护的目的.在相同的随机篡改环境下,通过大量数据进行对比实验,结果表明:与已有的喷泉码编码方法相比,该方法具有更高的数据恢复精度以及较低的计算复杂度和通信复杂度,对随机篡改具有较强的抗毁性,更适合解决存储中的数据失效或篡改问题.     

一种TrustZone架构下的密钥管理机制

针对嵌入式设备上用户隐私数据缺乏加密保护问题,提出一种TrustZone架构下的密钥管理机制。结合PUF技术与用户PIN码生成与设备、用户双关联的用户密钥,保护用户隐私数据的机密性和完整性;同时设计了一种适用于公用嵌入式设备的多用户数据保护场景,提供多用户密钥的生成、存储、更新和销毁方法。最后,描述了基于TrustZone密钥管理模块的实现方法,并进行安全性分析与效率测试,实验表明,该机制具有很好的安全性和密钥管理效率。     

基于同态加密的能源大数据安全系统

针对智能电网能源调度供给过程中储能单元隐私信息易泄露等问题，利用能源大数据对充电需求和能源供应情况进行管理，在云端协同的边缘服务系统框架下，设计基于同态加密的能源大数据安全聚合和智能调度系统.多个以边缘服务器为中心的边缘服务域负责进行用电需求的采集、验证和汇聚，然后各边缘服务域将汇聚数据提交给能源需求响应中心以制定电力调度方案.提出的多密钥同态加密运算协议，以支持不同密文域上的同态计算.然后设计了充电请求优先级计算公式，利用多密钥同态加密协议对密态用电数据(包括完成充电时间和电池充电状态等)进行计算，根据充电请求的不同优先级聚合充电请求数据，实现了隐私保护的数据协同处理、安全聚合和智能调度.与现有方案相比，本系统不仅保证了充电请求数据的保密性、完整性和可认证性，还实现了充电调度方案的隐私保护，并且能够抵抗优先级伪造攻击.大量实验的结果和仿真测试证实了方案具有较低的计算和通信开销.通过形式化的安全性证明证实了多密钥同态加密运算协议可抵抗内部和外部敌手的攻击，并且边缘服务器在整个数据聚合过程中不能获知储能单元的隐私信息.     

基于量子计算的医疗敏感信息智能加密算法

针对管理医疗敏感信息存在数据被攻击窃取的问题, 提出基于量子计算的医疗敏感信息智能加密算法。首先考虑混合纠缠态设计医疗敏感信息量子加密的密钥构造, 并分析密钥内部构造的协议子空间矩阵, 由此组成密钥信息。 然后通过计算信息的邻域分布函数, 构建分离矩阵量子编码, 为密钥重排提供处理数据, 考虑量子纠缠态及其附加态的干扰情况, 进行有效密钥加密, 最后实现医疗敏感信息智能加密。 实验结果表明, 采用该方法进行医疗敏感信息智能加密的抗攻击能力较好, 加密信息的传输效率高, 整体性能较好。     

加密域的可分离四进制可逆信息隐藏算法

针对当前加密域可逆信息隐藏技术可分离性差,载体恢复存在较大失真的问题,提出了一种可分离的加密域可逆信息隐藏方案。在对偶LWE(learning with errors)公钥密码算法加密过程中对密文冗余进行再编码,通过对加密域冗余区间的重量化,可以在密文冗余中嵌入四进制数构成的秘密信息。嵌入信息后,使用隐写密钥可以有效提取隐藏信息,使用解密密钥可以无差错恢复出加密前数据,提取过程与解密过程可分离。理论推导论证了信息提取与嵌入后明文直接解密的可分离性与结果的正确性。仿真实验结果表明与现有算法相比,所提方案在实现加密域的可分离可逆信息隐藏的基础上充分保证了嵌入后的明文解密的可逆性,并有效提高了嵌入负载。方案的实现与原始载体种类无关,适用性较强。     

跨隐私数据库加密数据等值连接共享协议

针对管理型SaaS(software as a service)中两个租户公平共享隐私数据的问题,提出一种跨隐私数据库加密数据等值连接共享协议.在该协议中:两个租户通过服务提供方(service provider,SP)用可交换加密函数交换某共有属性的全集,实现属性值交集共享;SP用该属性值生成的密钥加密对应元组其他属性值后向对方租户分发;租户用交集生成的密钥解密;组合双方属性交集中等值元素的元组,实现两个租户通过不可信SP公平共享隐私数据.完备性、安全性证明和效率分析结果表明,在半诚实模型下,协议安全可证,满足最少必要信息共享条件,计算代价和通信代价分别是用AGRAWAL协议实现公平共享的57％和75％.     

组合数据加密算法的研究与实现

设计了一套基于IDEA&RSA相结合的数据加密系统方案,即用IDEA来加密需传输的保密数据信息,同时使用RSA来传送密钥,并对具体的算法进行了改进.实现的IDEA&RSA组合加密方式,具有速度快、不需要进行密钥秘密分配且保密管理的密钥量较少等特点.