一种可外包解密的密文策略属性基加密方案

属性基加密能够更好地对敏感数据进行分享和管理,可以满足生活中众多场合的需求,但其缺陷在于属性基加密有大量的双线性映射对的计算,这样就会给用户带来极大的计算负担。云计算、云存储的迅速发展为属性基加密方案的外包解密技术带来了机遇。用户把解密时需要极大计算量的工作交给云服务器执行,得到中间密文,然后在用户端使用用户私钥和中间密文对目标密文解密,获得明文消息。使用外包解密技术可大大降低用户的负担,减少用户的计算量。文章提出一种密文策略属性基加密(ciphertext-policy ABE,CP-ABE)的外包解密方法,并用双系统加密证明技术证明其在标准模型下是完全安全的。     

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。     

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.     

云存储环境下基于CP-ASBE数据加密机制

针对基于属性集合加密机制依赖一个授权中心进行密钥计算,容易成为系统安全瓶颈问题,提出基于多个属性授权机构的属性集合加密机制,提高密钥的安全性.授权中心由多个属性授权机构(attribute authority,AA)构成,每个AA负责管理部分属性集合,完整的密钥计算需要多个AA的参与,提高攻击难度.将该机制应用于云环境,对文件加密、密钥计算及文件解密进行分析,设计云存储环境下行之有效的数据加密机制,并对该机制的安全性及时间开销进行分析,实验表明该方法是可行的.     

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。     

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;再次,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.系统的优势是抵抗针对云存储密文的分布式拒绝服务攻击,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.     

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.      

基于属性加密的用户隐私保护云存储方案

为了保护云存储环境下用户数据的隐私,该文提出一种基于属性加密(ciphertext-policy attribute based encryption,CP-ABE)的用户隐私保护云存储(user privacy-preserving cloud storage,UPCS)方案。首先,数据所有者为不同的文件设置不同的访问权限属性;其次,可信第三方使用CP-ABE方案将访问属性嵌入到密文中,只有当用户的属性满足密文的访问属性,才能解密相应密文;最后,为减少数据所有者和用户的计算时间开销,在索引生成和文件解密阶段,将部分操作授权给分布式代理服务器。结果表明:该方案可以有效地保证用户数据和关键词的隐私以及减少数据所有者和用户的计算时间开销。     

无线体域网中云外包可撤销的属性加密方案

无线体域网(wireless body area networks,WBANs)在远程医疗、健康监测等服务领域有着广泛的应用前景,为了减少数据访问者和数据拥有者的计算量,提供低延迟的辅助医疗服务,结合数字信封技术提出云外包可撤销的属性加密方案,该方案将解密密钥分为两部分,采用云服务器对密文部分解密的方法,使得属性撤销操作不会对数据访问者和数据拥有者产生影响,分析证明该方案充分发挥云计算的优势,高效地对数据进行加密处理,并且方案也保证了数据的机密性,并具有抗共谋攻击。     

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。     

一种高效的具有属性撤销的访问控制协议

采用外包计算技术构造一种基于密文策略的属性加密数据访问控制方法,具有高效的属性撤销功能,可以减少用户的计算量和通信量.其最大特点是将解密秘钥分为两部分,一部分发送给云服务器,另一部分发送给用户,使得云服务器可以帮助用户解密密文,减少了用户计算量,也减少了用户和云服务器的通信量.     

基于谓词的Paillier型密文解密外包方案

近年来,随着云技术的快速发展,越来越多的用户开始将复杂的计算资源外包给"云端",然而,云环境下如何对数据进行访问控制却成为制约其发展的瓶颈.基于谓词的加密(predicate encryption,PE)方法计算更加复杂和灵活,从而能实现对密文解密权限的访问控制,因而备受关注.在Paillier方案基础上,借鉴Green等人提出的密文解密外包思想,构造了基于谓词的Paillier型密文解密外包方案.同时,解密过程被部分外包到"云端"进行,减小了用户开销.该方案支持同态操作,并且在子群判定问题困难假设下达到IND-AH-CPA(INDistinguishability-attribute hiding-chosen plain attack)安全.     

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.     

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.     

云环境下密文策略的权重属性多中心加密方案

在基于密文策略属性加密方案中,中央授权中心(CA)作为参与生成用户属性私钥的重要机构,对其安全性要求较高.传统方案中,单个CA被攻击,系统的安全性便无法保证.为了解决该问题,文章采用多授权中心.方案中各个CA同时计算用户的解密密钥;由各个属性授权中心(AA)管理相应的属性集合,并根据属性集合进行属性权重分割,实现属性加权.通过理论分析,该方案在保证系统安全性的同时,更具有实际意义.     

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.      

云计算环境中基于属性的多权威访问控制方法

在云计算环境中,如何实现在不可信及动态变化的云计算环境中对加密数据的访问控制是云计算走向实际应用亟待解决的问题之一.文中提出了一种基于属性的访问控制方法,该方法将密文长度及加解密过程的计算量限制为固定值,提高了系统的计算效率,并且引入了层次化的授权结构,降低了单一权威授权的负担,提高了安全性.文中分析了方法的安全性、可扩展性和计算复杂性等性能,实验结果证明了该方法在域权威授权、用户授权及加解密等过程中的计算量上的优越性.     

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.