面向移动云计算的多要素代理重加密方案

云与移动计算的融合使用户能够更方便快捷地获取数据和服务,但是由于云平台和移动通信网络的开放性,如何在移动云计算环境下实现数据安全的访问和使用成为了亟待解决的问题。设计了一种基于多要素访问控制条件的代理重加密方案,包含系统模型、重加密算法及重加密密钥描述方法。基于该方案,云计算数据中心通过移动用户的访问请求,获取用户的客观访问控制条件,为用户生成相应的重加密密文,用户使用自身私钥即可对授权数据解密。在不增加用户密钥管理量的前提下,实现了移动云计算的多要素代理重加密。     

基于属性加密的云存储方案研究

云存储中往往采用属性加密方案来实现细粒度的访问控制,为了进一步保护访问控制策略中的敏感信息,并解决授权中心单独为用户生成密钥而产生的密钥托管问题。该文对访问控制策略中的属性进行重新映射,以实现其隐私性。另外在密钥生成算法中设计一个双方计算协议,由用户产生密钥的部分组件,与授权中心共同生成密钥以解决密钥托管问题。最后在标准模型下对方案进行了安全证明,并进行了性能分析与实验验证,实验结果表明,与已有相关方案相比,虽然为了实现访问控制策略隐藏并且解决密钥托管问题增加了额外的计算负载, 但是由于该文将大部分解密工作授权给云存储中心来执行,因此数据访问者的计算负载较小。     

一种支持算术张成程序的密文策略属性加密方案

密文策略属性加密方案适用于云环境中密文数据的访问控制.已有的支持算术张成程序的属性加密方案多是密钥访问策略的方案,且公开参数规模较大.本文利用双对偶向量空间（Dual Pair Vector Space,DPVS）技术,提出了一个公开参数长度固定、支持算术张成程序的密文策略属性加密方案.在新方案中,将密文相关的访问控制向量与随机矩阵结合,密钥相关的属性分量与熵扩张引理中的公开参量结合,设计方法对应了熵扩张引理中给出的密文和密钥分量的形式.最后,基于素数阶双线性熵扩张引理和k-Lin困难假设,证明了该方案具有适应安全性.新方案与已有支持算术张成程序的属性加密方案相比,实现了密文访问策略、公开参数长度固定且满足适应安全性.     

云计算中一种紧凑型的外包访问控制方案

密文策略的属性加密是实现云平台上安全的访问控制方案的最佳选择。然而,在大多数密文策略的属性加密方案中,用户密钥长度与属性的个数之间成线性关系;用户的解密时间与访问结构的复杂度成正比关系。为了减少用户密钥的存储和解密计算开销,本文提出一种面向云计算平台的紧凑型的外包访问控制方案。方案中的访问结构可以支持“与”、“或”以及“门限”三种策略。它仅采用简单的哈希和异或运算就可以验证用户外包解密返回的数据是否正确。在随机预言机模型中,基于aMSE-DDH难题,证明了方案是选择密文攻击安全的。分析表明,本文方案能够安全的实现云计算环境下的访问控制,尤其当用户终端设备受限时实现的访问控制。      

保护用户隐私的数据加密与安全存储方案

文中提出了一套保护用户隐私的数据加密与安全存储方案,选择了适合的加密算法和密钥管理方案。通过对比分析不同加密算法的安全性和效率,最终选择了AES 256,RSA等加密算法,并设计了三级密钥管理方案,实现了对密钥的安全存储和分发。在数据存储方面,以eMMC存储器为存储介质,实现了基于角色和权限的访问控制机制,确保用户只能访问其被授权的数据。     

具有隐私保护的云存储访问控制方案

针对传统的访问控制方案无法在云计算环境下保护用户的属性隐私,提出了具有隐私保护的云存储访问控制方案。采用混合加密体制实现了数据的机密性,即利用对称密钥加密明文数据,再利用公钥密码体制对对称密钥进行加密。在新的访问控制方案中,公钥加密采用了匿名的密文策略下基于属性的加密技术。安全性分析表明,新方案在保护用户属性隐私的同时,达到了选择明文安全性,可抵抗恶意用户及云存储服务器的合谋攻击。     

具有细粒度访问控制的隐藏关键词可搜索加密方案

针对现有的可搜索加密算法在多用户环境中密钥管理难度大并且缺乏细粒度访问控制机制的问题,利用基于密文策略的属性加密机制(CP-ABE, ciphertext-policy attribute based encryption)实现了对隐藏关键词可搜索加密方案的细粒度访问控制。数据拥有者可以为其在第三方服务器中存储的加密指定灵活的访问策略,只有自身属性满足该访问策略的用户才有权限对数据进行检索和解密。同时还能够实现对用户的增加与撤销。安全性分析表明方案不仅可以有效地防止隐私数据的泄露,还可以隐藏关键词的信息,使得第三方服务器在提供检索功能的同时无法窃取用户的任何敏感信息。方案的效率分析表明,该系统的检索效率仅为数十微秒,适合在大型应用系统中使用。     

属性可撤销且密文长度恒定的属性基加密方案

密文策略属性基加密（ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE）类似于基于角色访问控制,可以为云存储系统提供灵活细粒度的访问控制.但大多数CP-ABE方案中,密文长度与访问策略复杂度成正相关,系统属性同时被多个用户共享而导致属性难以被撤销.针对上述问题,本文提出一种支持属性撤销且密文长度恒定的属性基加密方案.该方案中每个用户的属性群密钥不能通用,可以有效抵抗撤销用户与未撤销用户的合谋攻击.为减少属性授权机构和数据拥有者的计算负担,属性撤销过程所需的计算量外包给数据服务管理者;同时该方案采用支持多值属性和通配符的"AND"门策略,实现了密文长度恒定.所提方案基于决策性q-BDHE（q-bilinear Diffie-Hellman exponent）假设对方案进行了选择明文攻击的安全性证明.最后对方案进行了理论分析与实验验证,分析结果表明本文方案可以有效抵制用户合谋攻击,增加了方案的安全性.同时所提方案在功能和计算效率方面具有一定优势,适用于实际应用情况.     

雾计算中细粒度属性更新的外包计算访问控制方案

针对基于密文策略的属性加密(CP-ABE)在低时延需求较高的雾计算环境中,存在加解密开销大、属性更新效率低的问题,提出了一种雾计算中细粒度属性更新的外包计算访问控制方案,使用模加法一致性秘密(密钥)分享技术构建访问控制树,将加解密计算操作外包给雾节点,降低用户加解密开销;结合重加密机制,在雾节点建立组密钥二叉树对密文进行重加密,实现对用户属性的灵活更新。安全性分析表明,所提方案在决策双线性Diffie-Hellman假设下是安全的。仿真实验结果表明,所提方案中用户加解密时间开销相比其他方案更小,属性更新效率更高。     

基于授权的多服务器可搜索密文策略属性基加密方案

针对现有属性基可搜索加密方案缺乏对云服务器授权的服务问题,该文提出一种基于授权的可搜索密文策略属性基加密(CP-ABE)方案。方案通过云过滤服务器、云搜索服务器和云存储服务器协同合作实现搜索服务。用户可将生成的授权信息和陷门信息分别发送给云过滤服务器和云搜索服务器,在不解密密文的情况下,云过滤服务器可对所有密文进行检测。该方案利用多个属性授权机构,在保证数据机密性的前提下能进行高效的细粒度访问,解决数据用户密钥泄露问题,提高数据用户对云端数据的检索效率。通过安全性分析,证明方案在提供数据检索服务的同时无法窃取数据用户的敏感信息,且能够有效地防止数据隐私的泄露。     

新的格上多机构属性基加密方案

针对基于双线性映射的属性基加密方案中无法抵抗量子攻击的问题,该文提出一种新的格上多机构属性基加密方案。先利用格上左抽样算法为用户生成密钥,使得用户私钥尺寸与级联矩阵的列数和用户属性个数相关,缩短用户私钥尺寸;然后采用Shamir门限秘密共享技术构造访问树,实现属性的与、或、门限3种操作,密文允许基于任意的访问结构生成,表达能力更加丰富,解决了大多方案中访问策略单一问题;方案证明可在标准模型下归约到判定性带误差学习问题的难解性。对比分析表明,方案系统公私钥、用户私钥和密文尺寸均有所优化,并较优于大多数单机构方案,此外方案存在多个属性机构,支持任意单调访问结构,安全性和实用性更满足云环境需求。     

Multi-authority attribute-based encryption with efficient revocation

Multi-authority attribute-based encryption was very suitable for data access control in a cloud storage environment.However,efficient user revocation in multi-authority attribute-based encryption remains a challenging problem that prevents it from practical applications.A multi-authority ciphertext-policy attribute-based encryption scheme with efficient revocation was proposed in prime order bilinear groups,and was further proved statically secure and revocable in the random oracle model.Extensive efficiency analysis results indicate that the proposed scheme significantly reduce the computation cost for the users.In addition,the proposed scheme supports large universe and any monotone access structures,which makes it more flexible for practical applications.     

Attribute-based fully homomorphic encryption scheme over rings

The fully homomorphic encryption has important applications in the area of data security and privacy security of cloud computing,but the size of secret keys and ciphertext in most of current homomorphic encryption schemes were too large,which restricted its practical.To improve these drawbacks,a recoding scheme and a attribute-based encryption scheme based on learning with errors problem over rings were provided,then a attribute-based fully homomorphic encryption was constructed.The new scheme overcame the above mentioned drawbacks,because it did't need public key certificate,meanwhile,it can achieve the fine-grained access control to the ciphertext.Compared with similar results,proposed method decreases the size of keys and ciphertext greatly.     

Multi-authority attribute-based access control system in mHealth with traceability

Mobile healthcare (mHealth) is an emerging technology which facilitates the share of personal health records (PHR),however,it also brings the risk of the security and privacy of PHR.Attribute-based encryption (ABE) is regarded as a new cryptology to enhance fine-grained access control over encrypted data.However,existing attribute-based mHealth systems either lack of efficient traceable approach,or support only single authority.A traceable multi-authority attribute-based access control mHealth scheme was proposed,which was constructed over composite order groups and supports any monotonic access structures described by linear secret sharing scheme (LSSS).The adaptive security was proved under subgroup decisional assumptions.The traceability was proved under k-strong Diffie-Hellman (k-SDH) assumption.The performance analysis indicates that the proposed scheme is efficient and available.     

Multi-authority attribute-based encryption scheme with policy dynamic updating

Attribute-based encryption (ABE) is a new cryptographic technique which guarantees fine-grained access control of outsourced encrypted data in the cloud environment.However,a key limitation remains,namely policy updating.Thus,a multi-authority attribute-based encryption scheme with policy dynamic updating was proposed.In the scheme,an anonymous key issuing protocol was introduced to protect users’ privacy and resist collusion attack of attribute authority.The scheme with dynamic policy updating technique was secure against chosen plaintext attack under the standard model and can support any types of policy updating.Compared to the existing related schemes,the size of ciphertext and users’ secret key is reduced and can significantly reduce the computation and communication costs of updating ciphertext.It is more effective in the practical application.     

Fine-grained data access control for distributed sensor networks

Distributed sensor networks are becoming a robust solution that allows users to directly access data generated by individual sensors. In many practical scenarios, fine-grained access control is a pivotal security requirement to enhance usability and protect sensitive sensor information from unauthorized access. Recently, there have been proposed many schemes to adapt public key cryptosystems into sensor systems consisting of high-end sensor nodes in order to enforce security policy efficiently. However, the drawback of these approaches is that the complexity of computation increases linear to the expressiveness of the access policy. Key-policy attribute-based encryption is a promising cryptographic solution to enforce fine-grained access policies on the sensor data. However, the problem of applying it to distributed sensor networks introduces several challenges with regard to the attribute and user revocation. In this paper, we propose an access control scheme using KP-ABE with efficient attribute and user revocation capability for distributed sensor networks that are composed of high-end sensor devices. They can be achieved by the proxy encryption mechanism which takes advantage of attribute-based encryption and selective group key distribution. The analysis results indicate that the proposed scheme achieves efficient user access control while requiring the same computation overhead at each sensor as the previous schemes.     

可验证外包解密的离线/在线属性基加密方案

属性基加密可以为雾-云计算中的数据提供机密性保护和细粒度访问控制,但雾-云计算系统中的移动设备难以承担属性基加密的繁重计算负担。为解决该问题,该文提出一种可验证外包解密的离线/在线属性基加密方案。该方案能够实现离线/在线的密钥生成和数据加密,同时支持可验证外包解密。然后,给出方案的选择明文攻击的安全证明和可验证性的安全证明。之后,该文将转换阶段所需双线性对的计算量降为恒定常数。最后,从理论和实验两方面对所提方案进行性能分析,实验结果表明该方案是有效且实用的。     

云环境下基于属性加密体制算法加速方案

云计算为租户提供存储、计算和网络服务，数据安全保护和租户间的数据共享与访问控制是其必不可少的能力。基于属性的加密体制是一种一对多的加密体制，可以根据用户属性实现细粒度访问控制，适用于云计算环境多租户数据共享。但现有的基于属性加密体制的算法效率较低，难以在实际环境中应用。分析了基于属性的加密体制的两种类型及其应用场景，提出一个基于属性加密体制算法的加速方案。通过实验表明，提出的方案可提高基于属性加密体制的密钥生成算法、加密算法和解密算法的效率。