新型自适应安全的密钥策略ABE方案

基于3维对偶正交基的技术,提出了一种新的密钥策略的基于属性的加密方案。该方案在素数阶群上构造,支持单调访问结构,具有自适应安全性。方案利用双重系统加密的证明方法将方案的自适应安全性归约到判定线性假设。与同样是自适应安全的密钥策略ABE方案相比,提出的方案在同等安全性上具有更高的效率。     

基于矢量空间的属性基签密方案

本文提出了属性基签密方案,通过引入签密思想,将属性基加密ABE改造为属性基签密ABSC,使其可以近似一次加密运算的代价完成加密和签名,或以近似一次签名运算的代价完成双向认证;通过在矢量空间上对ABSC进行的门限构造,打破了阈值对算法执行的限制;并且基于离散对数问题进行了可验证性构造,可以发现和避免来自于协议执行方内部的欺骗.     

基于CP-ABE的编队跨域通信方案研究

属性基加密机制(ABE, attribute-based encryption)能够细粒度地实现敏感数据的访问控制以及一对多保密通信。代理重加密技术能够实现跨域数据密文的转换。针对舰艇编队一对多跨域指挥和舰艇随遇接入的实际需求,在ABE机制和代理重加密技术的基础上,提出了一种基于密文策略(CP, cipher policy)的属性基加密机制(CP-ABE)的编队跨域通信方案,给出了具体案例,进行了安全性分析。分析表明该方案能够满足编队内一对多通信和舰艇跨域的通信安全需求,并同时满足了舰艇随遇接入的需求。     

支持直接撤销的密文策略属性基加密方案

提出一种支持直接撤销的属性基加密方案,首先给出支持直接撤销的属性基加密定义和安全模型,其次给出具体的支持撤销的密文策略——属性基加密方案并对安全性进行证明,最后,与其他方案对比显示,该方案在密文和密钥长度方面都有所减少。该方案可以实现对用户进行即时撤销,当且仅当用户所拥有的属性满足密文的访问结构且不在用户撤销列表内时,才能使用自己的私钥解密出明文。     

高效可证明安全的基于属性的在线/离线加密机制

为了提高加密的效率,将在线/离线密码技术引入到ABE中,提出了基于属性的在线/离线加密(ABOOE)机制。ABOOE将加密过程非平凡地分解成离线和在线2个阶段,离线阶段在不知明文和所需属性集合的前提下,对复杂计算进行预处理;在线阶段获知消息和属性集合后,仅需少量简单计算即可生成密文。首先构建出一个CPA安全的ABOOE方案。为了提高ABOOE的安全性,提出基于属性的在线/离线密钥封装机制(ABOOKEM)和一个相应方案,并构造出一种将单向性ABOOKEM转化成CCA安全ABOOE的通用性方法。该方法在不增加计算量的前提下有效提高了ABOOE的安全性。与知名ABE方案相比,所提出的ABOOE极大地提高了ABE中加密的效率,特别适用于计算能力高度受限的终端设备。     

基于内积谓词的属性基隐私保护加密方案

隐私保护是信息安全中的热点话题,其中属性基加密(ABE)中的隐私问题可分为数据内容隐私、策略隐私及属性隐私。针对数据内容、策略和属性3方面隐私保护需求,该文提出基于内积谓词的属性基隐私保护加密方案(PPES)。所提方案利用加密算法的机密性保障数据内容隐私,并通过向量承诺协议构造策略属性及用户属性盲化方法,实现策略隐私及属性隐私。基于混合论证技术,该文证明了所提方案满足标准模型下适应性选择明文安全,且具备承诺不可伪造性。性能分析结果显示,与现有方法相比,所提方案具有更优的运行效率。     

权限分离的属性基加密数据共享方案

属性基加密(ABE, attribute-based encryption)用于提供细粒度访问控制及一对多加密,现已被广泛应用于分布式环境下数据共享方案以提供隐私保护。然而,现有的属性基加密数据共享方案均允许数据拥有者任意修改数据,导致数据真实性无法保证,经常难以满足一些实际应用需求,如个人电子病例、审核系统、考勤系统等。为此,提出一种能保证数据真实可靠且访问控制灵活的数据共享方案。首先,基于RSA代理加密技术实现读写权限分离机制以保证数据真实可靠;其次,使用属性基加密机制提供灵活的访问控制策略;最后,利用关键字检索技术实现支持密钥更新的高效撤销机制。详细的安全性分析表明本方案能提供数据机密性以实现隐私保护,且性能分析和仿真表明本方案具有较高效率,能有效满足实际应用需求。     

适应性安全的可追踪叛徒的基于属性加密方案

针对基于属性加密(ABE, attribute-base encryption)机制存在的密钥滥用问题,为每个用户增加唯一的身份标识符,将联合安全编码和叛徒追踪机制引入到ABE方案中,给出适应性安全的可追踪叛徒ABE的定义、安全模型和可追踪模型,提出一种适应性安全的可追踪叛徒的ABTT方案,该方案允许适应性追踪指定策略盗版解码器中的叛徒。基于合数阶群上的子群判定假设和DDH假设,证明所提方案是适应性安全和适应性可追踪的。因此,所提方案不仅可以适应性追查指定策略盗版解码器中的叛徒,而且进一步增强了ABE系统的安全性,具有一定的理论和应用价值。     

一种素数阶群上构造的自适应安全的多授权机构CP-ABE方案

目前自适应安全的多授权机构基于属性的加密(Attribute-Based Encryption,ABE)方案都是在合数阶群上构造,针对其计算开销较大的问题,利用对偶配对向量空间技术,在素数阶群上构造了一种支持单调的访问结构且自适应安全的多授权机构密文策略ABE(Multi-Authority Ciphertext Policy ABE,MA-CP-ABE)方案.在标准模型下将该方案的安全性归约到判定性线性假设.性能分析表明,该方案在达到自适应安全的同时,具有更高的计算效率.     

基于LWE问题的关键词可搜索公钥加密方案

针对现有体制中用户生成关键词密文时的计算开销问题,引入全同态加密的思想,提出一种基于LWE问题,具备密文同态运算属性的关键词可搜索公钥加密方案,实现了计算开销由用户端向服务器端的转移。在随机谕示模型下,将体制的安全性归约到LWE问题难解性,并给出证明。     

基于ABE算法的访问控制方法研究

访问控制是信息安全的一种重要技术,目前的主要方法是基于角色的访问控制方法,但在管理和安全性方面存在不足。在ABE算法发展史的基础上,给出了一种基于ABE算法的访问控制模型,模型将RBAC中的角色用一组可描述的属性标识。然后具体实现了基于CP-ABE算法的访问控制方法,从算法复杂度、安全性、函数实现等方面分析其性能,给出了相关性能测试。实验结果表明算法在这些方面有一定的优势,能有效抵抗联合攻击,体现了良好的安全性。最后根据实验结果提出几种算法优化方案,旨在设计出更高效安全的访问控制方法。     

一种基于环上LWE的广义签密方案

广义签密可以灵活地工作在签密、签名和加密三种模式,具有很强的实用性.本文结合基于格的签名方案和密钥交换协议,构造了一个无陷门的广义签密方案.方案构造中引入了区分函数,根据输入的发送方与接收方密钥情况来自动识别加密、签名和签密三种模式,保障了算法在这三种工作模式下的优美对称性.基于环上判定性LWE问题,并借鉴FO13的方法,证明了该方案满足自适用抗选择密文攻击不可区分性安全性(IND-CCA2)和自适用抗选择消息攻击强不可伪造性安全性(SUF-CMA).该方案是基于Fiat-Shamir的中止(abort)框架,没有用到复杂的原像抽样和陷门生成算法,具有较高的计算效率.     

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.     

快速解密且私钥定长的密文策略属性基加密方案

在保证密文策略属性基加密(CP-ABE)算法安全性的前提下,尽可能地提升其工作效率一直是密码学领域的研究热点。该文从作为CP-ABE效率核心的访问结构着手,首次提出基于简化有序二叉决策图(ROBDD)的访问结构,给出了相应的策略表示方法、用户可满足性判定;基于简化有序二叉决策图(ROBDD)访问结构设计了在算法时间复杂度、存储空间占用量等方面都具有较好表现的CP-ABE方案;在安全性方面,该方案能够抵抗用户间的合谋攻击和选择明文攻击。对比分析表明,ROBDD访问结构具有更强的表达能力和更高的表达效率;新的CP-ABE方案包含时间复杂度为常数阶的密钥生成算法、解密算法,能够为用户生成定长私钥并实现快速解密。     

一种适用于工业控制系统的加密传输方案

随着工业物联网(IoT)、云计算等信息技术与工业控制系统(ICS)的整合,工业数据的安全正面临着极大风险。为了能在这样一个复杂的分布式环境中保护数据的机密性和完整性,该文采用基于属性的加密(ABE)算法,设计一种集数据加密、访问控制、解密外包、数据验证为一体的通信方案,同时具有密文长度恒定的特点。最后,从正确性、安全性和性能开销3个方面对方案进行详细的分析,并通过仿真验证得出该算法具有低解密开销的优势。     

基于LWE的密文域可逆信息隐藏

该文提出了一种基于LWE(Learning With Errors)算法的密文域可逆隐写方案,利用LWE公钥密码算法对数据加密,用户在密文中嵌入隐藏信息,对于嵌入信息后的密文,用户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实现了提取过程与解密过程的可分离。通过推导方案在解密与提取信息过程中出错的概率,得到直接影响方案正确性的参数为所选噪声的标准差,实验获得并验证了标准差的合理取值区间;通过推导嵌入后密文的分布函数,分析密文统计特征的变化情况,论证了嵌入密文的隐藏信息的不可感知性。该方案是在密文域进行的可逆隐写,与原始载体无关,适用于文本、图片、音频等各类载体。实验仿真结果表明该方案不仅能够保证可逆隐写的可靠性与安全性,而且1 bit明文在密文域最大可负载1 bit隐藏信息。     

基于属性的安全增强云存储访问控制方案

为了保证云存储中用户数据和隐私的安全,提出了一种基于属性的安全增强云存储访问控制方案。通过共用属性集,将基于属性的加密体制(ABE)与XACML框架有机结合,在XACML框架上实现细粒度的基于属性的访问控制并由ABE保证数据的机密性。考虑到数据量很大时ABE的效率较低,因此,云存储中海量敏感数据的机密性用对称密码体制实现,ABE仅用于保护数据量较小的对称密钥。实验分析表明,该方案不仅能保证用户数据和隐私的机密性,而且性能优于其他同类系统。     

具有关键字搜索功能的外包属性基加密方案

随着云计算的发展,云计算模式变得越来越受到推崇:数据拥有者外包他们的数据给公共云服务提供者并使得特定用户能够恢复出存储在云端的这些数据。然后,这种计算模式也给云端数据的安全和隐私带来了挑战。基于属性的加密(ABE)技术能够被用来设计细粒度的访问控制系统,它提供了解决云端数据安全和隐私的方法。具有细粒度访问控制系统的外包属性基加密方案(OABE)能够通过外包繁重的计算给云服务提供者(CSP),极大地减少访问云端加密数据的用户的计算代价。然而,随着存储在云端的数据量变得越来越大,高效地查询过程遇到了阻碍。提出一个新的密码学概念,称之为具有外包密钥生成以及外包解密的能实现关键字搜索功能的属性基加密方案(KSF-OABE)。     

前向安全的密文策略基于属性加密方案

为降低密文策略基于属性加密（ABE, ciphertext-policyattribute-based encryption）体制中私钥泄漏带来的损害,首先给出了前向安全CP-ABE体制的形式化定义和安全模型,然后构造了一个前向安全的CP-ABE方案。基于判定性l-BDHE假设,给出了所提方案在标准模型下的安全性证明。从效率和安全性2个方面讨论了所提方案的性能,表明所提方案在增强CP-ABE体制安全性的同时,并没有过多地增加计算开销和存储开销,更适合在实际中应用。     

支持快速撤销的ABE算法在个人健康记录云中的研究

个人健康记录（Personal Health Record,PHR）是一种面向个人健康的信息服务。PHR云的诞生方便了病人及医生随时随地地上传、访问以及使用PHR。尽管方便了健康信息的分享,但PHR云也对用户的隐私造成了巨大的威胁,因此急需一种可以同时提供数据保护与访问控制的技术。基于属性的加密算法（attribute-based encryption,ABE）不仅提供了数据加密功能,还支持灵活的访问控制。为了保证前/后向安全性,ABE必须依赖属性撤销以实现对系统中所有属性的动态维护。然而现有的撤销算法的时间复杂度和空间复杂度较高,这阻碍了ABE在PHR云中的应用。为解决该问题,提出了一种支持快速撤销的密文策略属性加密方案（ciphertext policy attribute-based encryption supporting fast revocation, CP-ABE-FR）,使得解密者不需要在线频繁更新私钥,同时减少了撤销的计算开销。理论分析证明,CP-ABE-FR能够保证PHR安全性。实验数据表明,基于CP-ABE-FR构建的PHR系统访问控制模型在具备较高的加解密计算效率。