可追踪并撤销叛徒的属性基加密方案

属性基加密(ABE)是一种有效地对加密数据实现细粒度访问控制的密码学体制.在ABE系统中,存在恶意用户(或叛徒)泄露私钥生成盗版解码器,并将其分发给非法用户的问题.现有的解决方案仅能追查到密钥泄漏者的身份,但不能将其从ABE系统中撤销.文中提出了一种既可追踪又可撤销叛徒的属性基加密方案(ABTR).首先,给出一个具有扩展通配符的属性基加密方案(GWABE),基于3个3素数子群判定假设,采用双系统加密方法证明该GWABE方案是完全安全的.然后,利用完全子树构架将GWABE转化成ABTR方案,并证明该ABTR方案是完全安全的,且用户私钥长度是固定的.而此前的可追踪叛徒的ABE方案仅满足选择安全性.     

具有访问权限撤销的外包数据加密方案

对Zhou等提出的方案(ZHOU M, MU Y, SUSILO W, et al. Privacy enhanced data outsourcing in the cloud. Journal of network and computer applications, 2012, 35(4): 1367-1373)进行分析,指出了该方案无法实现对用户访问权限进行撤销的问题。针对该方案的不足,提出一种具有撤销用户访问权限的外包数据加密方案。首先,把数据分成多个数据块并分别对每个数据块加密;其次,通过密钥导出的方法减少数据拥有者管理和保存密钥的数量;最后,对同一个加密数据构造多个解密密钥,实现对某些用户的访问权限撤销,而未被撤销用户无需进行密钥更新。与Zhou等的方案相比,所提方案不仅保持该方案中的外包数据隐私保护优点,而且还实现了用户访问权限的撤销。分析结果表明,在离散对数困难问题(DLP)假设下,所提方案是安全的。     

可公开定责的密文策略属性基加密方案

属性基加密利用属性集和访问结构之间的匹配关系实现用户解密权限的控制,从功能上高效灵活地解决了“一对多”的密数据共享问题,在云计算、物联网、大数据等细粒度访问控制和隐私保护领域有光明的应用前景。然而,在属性基加密系统中(以密文策略属性基加密为例),一个属性集合会同时被多个用户拥有,即一个解密私钥会对应多个用户,因此用户敢于共享其解密私钥以非法获利。此外,半可信的中心存在为未授权用户非法颁发私钥的可能。针对属性基加密系统中存在的两类私钥滥用问题,通过用户和中心分别对私钥进行签名的方式,提出一个密文策略属性基加密方案。该方案支持追踪性和公开定责性,任何第三方可以对泄露私钥的原始持有者的身份进行追踪,审计中心可以利用公开参数验证私钥是用户泄露的还是半可信中心非法颁发的。最后,可以证明方案的安全性基于其依赖的加密方案、签名方案。     

基于密文策略属性加密的云存储访问控制方案

针对现有方案存在的访问策略公开、密文存储开销较大的问题,提出一种支持策略隐藏且固定长度密文的云存储访问控制方案,并在安全模型下证明方案可抵抗选择明文攻击。方案中用户私钥由多个授权机构共同生成,中央授权机构不参与生成任何主密钥与属性私钥;访问结构隐藏在密文之中,恶意用户无法通过访问结构获取敏感信息。此外,方案实现了固定密文长度,并且加密时的指数运算和解密时的双线性对运算次数均是固定值。最后,理论分析和实验结果表明该方案在密文长度和加解密时间上都明显优于对比方案。     

基于雾节点的分布式属性基加密方案

为解决云存储中对用户访问数据权限划分笼统、细粒度化控制访问权限受限以及单授权机构中存在的单点失效问题,提出基于雾节点的分布式密文策略属性基加密方案。将数据的部分解密运算外包给雾节点,减少终端用户的计算开销,并由不同的属性授权机构为用户生成属性密钥,以适用于细粒度的访问控制要求,使用全局身份将属于特定用户的各种属性进行“捆绑”,防止各属性机构间的共谋攻击,同时引入权重属性简化访问结构,节省系统的存储空间。实验结果表明,基于判定性q-parallel BDHE问题证明了该方案的安全性,与基于区块链的多授权机构访问控制方案和mHealth中可追踪多授权机构基于属性的访问控制方案相比,该方案终端用户在解密阶段具有更小的计算开销。     

基于CP-ABE的隐藏属性外包解密访问控制

传统的属性基加密方案中数据拥有者将访问结构和密文保存在一起,于是用户收到密文消息的同时也收到了访问结构,但访问结构本身就可能包含数据拥有者的隐私信息。本文提出一种基于密文策略属性基加密(Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption, CP-ABE)的隐藏属性外包解密访问控制方案。该方案既能隐藏数据拥有者制定的访问控制策略中的属性,同时将计算密集型解密操作交给代理服务器完成,又能保证未经授权的属性授权中心或代理服务器不能独自解密共享的加密数据。     

基于双线性映射的叛逆者追踪方案

提出一种新的基于双线性映射的公钥叛逆者追踪方案.同已有方案相比较,主要贡献是同时实现了以下特性:1)用户存储的解密钥长度和广播的分组长度与用户数量无关;2)完全抗共谋性,任意用户不能通过共谋构造出另一个不同的解密钥;3)完全撤销性,能够在不更新合法用户密钥的前提下,同时撤销任意选择的用户;4)完全恢复性,对于任意选择的已撤销用户,不需要对其密钥进行更新即可同时恢复其解密能力.方案的安全性是基于有限域上解离散对数问题和判定性Deffie-Helleman(DDH)问题为困难问题.     

可追踪密钥的策略隐藏属性基加密方案

传统的属性基加密方案中存在着访问策略所包含的属性会泄露用户的敏感信息以及恶意用户泄露私钥获取非法利益而不会被追责的问题。同时私钥长度、密文长度和解密运算量均会随属性数量增加而带来较大的通信开销和计算开销。针对以上问题提出了一种可追踪且隐藏访问结构的属性基加密方案。该方案在不影响加/解密效率的前提下提高了加密算法的安全性,并采用双因子身份认证机制实现了更安全高效的访问控制。并且引入一个安全的签名机制用于支持可追踪密钥来追踪恶意用户。该方案基于DBDH假设,在标准模型下被证明是安全的。     

一种无废除门限的公钥叛逆者追踪方案

论文利用线性码和不经意多项式估值协议构造了一种公钥叛逆者追踪方案。当发生盗版时,数据发行商不但可以追踪到叛逆者,而且可以通过更新用户的码向量来废除叛逆者的秘密钥的解密能力。更重要的是,数据发行商可以废除任意数量的叛逆者的解密能力,而其它合法用户的解密能力不受影响。该方案还具有自身强化性,直接不可否认性和防诬陷性等性能。与先前的一些叛逆者追踪方案相比较,该方案的性能有较大的改进。     

可追责和完全可验证外包解密CP-ABE方案

在密文策略属性加密方案（CP-ABE）中,解密密钥定义在多个用户共享的属性上,任何私钥无法追溯到原有密钥的所有者,恶意用户可能为了经济利益泄露他们的解密权限给第三方,并且不会被发现。另外,大多数现有CP-ABE方案的解密成本和密文大小随访问结构的复杂程度呈线性增长。上述问题严重限制了CP-ABE的应用。为此,通过定义追责列表来追溯故意泄露密钥的用户,通过外包运算降低解密运算成本,提出一个可追责和完全可验证外包解密的CP-ABE方案。该方案可以同时检查授权用户和非授权用户转换密文结果的正确性,而且支持任意单调访问结构,可追责性不会给其他安全性带来任何影响。最后在标准模型中证明了该方案是选择明文攻击（CPA）安全的。     

Efficient trace and revoke schemes

Our goal is to design encryption schemes for mass distribution of data , which enable to (1) deter users from leaking their personal keys, (2) trace the identities of users whose keys were used to construct illegal decryption devices, and (3) revoke these keys as to render the devices dysfunctional. We start by designing an efficient revocation scheme, based on secret sharing. It can remove up to t parties, is secure against coalitions of up to t users, and is more efficient than previous schemes with the same properties. We then show how to enhance the revocation scheme with traitor tracing and self-enforcement properties. More precisely, how to construct schemes such that (1) each user’s personal key contains some sensitive information of that user (e.g., the user’s credit card number), in order to make users reluctant to disclose their keys. (2) An illegal decryption device discloses the identity of users that contributed keys to construct the device. And, (3) it is possible to revoke the keys of corrupt users. For the last point, it is important to be able to do so without publicly disclosing the sensitive information.     

可追踪且可撤销的基于OBDD访问结构的CP-ABE方案

针对现有属性撤销方案中存在对恶意用户的不可追踪性、用户属性不能即时撤销的问题,提出了一种可追踪且可撤销的,基于有序二叉决策图(OBDD)访问结构的,高效、有表达力、可撤销的密文策略属性基加密(CP-ABE)方案。该方案实现了用户属性的即时撤销,也能对恶意用户进行追踪。同时,所提方案采用基于OBDD的访问结构,该类型的访问结构不仅能表示任何关于属性的布尔表达式,还能同时支持访问策略中属性的正负值。该方案将部分加/解密运算外包给代理服务器,从而降低用户的加/解密计算量。该方案基于DBDH假设,在标准模型下被证明是安全的。     

一个安全公钥广播加密方案

消息的发送者使用广播加密算法通过广播信道将消息发送给用户.公钥加密算法和追踪算法结合在一起,可构成一个公钥广播加密方案.提出了一个完全式公钥广播加密方案.在以往公钥广播加密方案中,消息发送中心替每个用户选择解密私钥,分配解密私钥.而在完全式公钥广播加密方案中,用户的解密私钥是由用户自己所选择的.用户可以随时加入或退出广播系统.当消息发送者发现非法用户时,不要求合法用户作任何改变,就能够很方便地取消这些非法用户.此外,证明了方案中加密算法在DDH假设和适应性选择密文攻击下是安全的.     

An efficient key management scheme for user access control in outsourced databases

Recently, researches on key management scheme for user access control in outsourced databases have been actively done. Because outsourced databases require dealing with a lot of users and data resources, an efficient key management scheme for reducing the number of authentication keys is required. However, the existing schemes have a critical problem that the cost of key management is rapidly increasing as the number of keys becomes larger. To solve the problem, we propose an efficient key management scheme for user access control in outsourced databases. For this, we propose an Resource Set Tree(RST)-based key generation algorithm to reduce key generation cost by merging duplicated data resources. In addition, we propose a hierarchical Chinese Remainder Theorem(CRT)-based key assignment algorithm which can verify a user permission to gain accesses to outsourced databases. Our algorithm can reduce key update cost because the redistribution of authentication keys is not required. We also provide the analytic cost models of our algorithms and verify the correctness of the theoretical analysis by comparing them with experiment results. Finally, we show from the performance analysis that the proposed scheme outperforms the existing schemes in terms of both key generation cost and update cost.     

云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案

基于属性的可搜索加密技术可以实现对数据的细粒度访问控制,但现有的可搜索加密方案,关键字的搜索、访问控制、文件加密基本上是分别执行的,导致攻击者可能跳过访问策略直接进行关键字索引匹配或文件解密;其次,现有方案中数据拥有者需将加密文件的密钥以安全通道传给用户,增加了数据拥有者的开销;此外,大多基于树型的访问控制策略是公开的...     

基于属性的BGN型密文解密外包方案

云计算的安全问题是制约其发展的关键瓶颈,其中对云计算结果的访问控制是当前研究的一个热点。在经典的类同态BGN方案基础上,结合CP-ABE（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption）型密文解密外包设计,构造了基于属性的BGN型密文解密外包方案,部分密文的解密被外包到云上进行,减小了用户的存储开销与计算开销,并且只有用户属性满足访问策略时,才会得到正确的解密结果。与现有的基于属性的外包方案相比,新方案能对密文进行任意次加法同态和一次乘法同态操作。最后,分析了方案的安全性。所提方案在子群判定问题假设下达到语义安全,在随机预言机模型下满足属性安全。     

Scalable public-key tracing and revoking

Traitor tracing schemes constitute a useful tool against piracy in the context of digital content distribution. They are encryption schemes that can be employed by content providers that wish to deliver content to an exclusive set of users. Each user holds a decryption key that is fingerprinted and bound to his identity. When a pirate decoder is discovered, it is possible to trace the identities of the users that contributed to its construction. In most settings, both the user population and the set of content providers are dynamic, thus scalable user management and scalable provider management are crucial. Previous work on public-key traitor tracing did not address the dynamic scenario thoroughly: no efficient scalable public-key traitor tracing scheme has been proposed, in which the populations of providers and users can change dynamically over time without incurring substantial penalty in terms of system performance and management complexity. To address these issues, we introduce a formal model for Scalable Public-Key Traitor Tracing, and present the first construction of such a scheme. Our model mandates for deterministic traitor tracing and unlimited number of efficient provider and user management operations. We present a formal adversarial model for our system and we prove our construction secure, against both adversaries that attempt to cheat the provider and user management mechanism, and adversaries that attempt to cheat the traitor tracing mechanism.Received: 28 August 2003, Accepted: 13 October 2004, Published online: 13 January 2005     

基于扩展属性基功能加密的有效外包计算

针对目前属性基加密（ABE）方案存在的主要问题,即访问策略功能单一的问题和密文的大小和解密时间随着访问公式的复杂性增加而增长的问题,提出了有效外包计算的多功能ABE方案。首先,通过对敏感数据的细粒度访问控制,实现了不同功能加密系统;然后,利用云服务器巨大的计算能力进行部分解密计算,将满足访问策略的用户属性密文转化为一个（常量大小） ElGamal类型的密文;同时通过有效的验证方法保证外包运算的正确性。理论分析结果表明,与传统属性基功能加密方案相比,所提方案用户端的解密计算降低至一次指数运算和一次对运算,该方案在不增加传输量的情况下,为用户节省了大量带宽和解密时间。     

SAPDS: self-healing attribute-based privacy aware data sharing in cloud

This paper addresses the issue of data governance in a cloud-based storage system. To achieve fine-grained access control over the outsourced data, we propose Self-Healing Attribute-based Privacy Aware Data Sharing in Cloud (SAPDS). The proposed system delegates the key distribution and management process to a cloud server without seeping out any confidential information. It facilitates data owner to restrain access of the user with whom data has been shared. User revocation is achieved by merely changing one attribute associated with the decryption policy, instead of modifying the entire access control policy. It enables authorized users to update their decryption keys followed by each user revocation, making it self-healing, without ever interacting with the data owner. Computation analysis of the proposed system shows that data owner can revoke n′ users with the complexity of O(n′). Besides this, legitimate users can update their decryption keys with the complexity of O(1).     

外包数据库的安全访问控制机制

通过对外包数据库双层加密方案的分析,指出存在授权用户可以将资源访问授权给其他非授权用户的安全缺陷,为此,提出一个改进的安全外包数据访问控制方案。该方案利用二元一次函数诱导产生加密密钥。为适应访问控制策略动态变化,防止非授权用户访问资源,通过双重加密实现授权访问动态变化。分析结果表明,改进方案能够克服外包数据库双层加密方案的安全缺陷,可实现策略动态更新,是一个安全高效的访问控制方案。