基于CP-ABE和XACML多权限安全云存储访问控制方案

为了保护云存储系统中用户数据的机密性和用户隐私,提出了一种基于属性加密结合XACML框架的多权限安全云存储访问控制方案。通过CP-ABE加密来保证用户数据的机密性,通过XACML框架实现基于属性细粒度访问控制。云存储系统中的用户数据通过对称加密机制进行加密,对称密钥采用CP-ABE加密。仿真实验表明,该方案是高效灵活并且安全的。安全性分析表明,该方案能够抵抗共谋攻击,具有数据机密性以及后向前向保密性。     

支持文件动态更新的基于属性可搜索加密方案

针对云存储环境中重要通知、消息广播、数据共享等敏感性较高的数据访问控制需求,提出和设计一种云存储环境中支持文件动态更新的可搜索加密方案。方案中的文件明文采用基于属性的加密算法加密,将密文与私钥和属性相关联,可以非常灵活的表示访问控制策略,大大降低了数据共享细粒度访问控制所带来的网络带宽和发送节点的处理开销,可以实现文件只加密一次就可被多个用户私钥搜索,避免了针对不同用户需要多次加密的问题。但是现有的基于属性的可搜索加密方案无法实现文件的动态更新操作,针对此问题,采用对称可搜索加密的思想来建立索引,这种通过数组和链表来来存储索引信息的方式可以实现只搜索一次就可以获得包含此关键字的所有文件,无需逐个文件进行遍历,所以具有较高的搜索效率。并通过添加额外删除数组、列表,实现了文件的动态更新,可以增加或者删除密文文件。最后给出了方案的安全性分析和性能分析,并与几种类似的索引建立方案进行了对比,对比发现本方案搜索效率高,索引长度较少,实现了文件的动态更新还能达到更高的安全级别（CKA-2）,具有更好的应用性和扩展性。     

基于属性群的云存储密文访问控制方案

提出一种基于属性群的云存储密文访问控制方案。采用对称加密算法加密大型数据文件,并用属性加密算法加密对称密钥,将重加密的任务转移到云服务提供商,从而降低数据拥有者的计算代价,且未向云服务提供商泄露额外信息。在属性和用户权限撤销时,以同一属性集下的不同用户为单位,数据拥有者不参与属性和用户权限的撤销,从而减轻数据拥有者的权限管理代价。分析结果表明,该方案在权限撤销时的效率优于已有的密文访问控制方案,支持细粒度的灵活访问控制策略,具有数据机密性、抗合谋攻击性、前向保密性和后向保密性。     

云边缘环境中基于属性加密的可验证EMR外包解决方案

随着云计算和边缘计算的兴起,基于属性的加密（ABE）算法是一种很有应用价值的加密方法,它可以为云存储的电子病历（EMR）提供细粒度的访问控制策略。然而,在ABE中,访问控制越精细,所需属性的数量就越大,相应需要更高的加密计算成本。为了减轻数据拥有者的加密负担,文章设计了一种可验证的外包加密方案,其中数据拥有者侧雾节点完全负责ABE的加密计算,同时用户侧雾节点帮助合法的数据使用者执行相应的解密计算。此外,文章引入代理重加密以及在线索引与离线陷门技术,其中代理重加密实现电子病历的双重访问控制,而在线索引与离线陷门保证了合法用户的匿名性。最后,在区块链、管理服务器和属性机构的协助下,该方案能够验证雾节点外包加密和云存储密文的正确性。实验结果表明,该方案的数据拥有者加密时间最少,实现了减少数据拥有者加密负担,同时满足了细粒度访问控制和加密消息的可验证性。     

用户和属性授权机构可追责的在线/离线属性基加密方案

属性基加密作为一种一对多的加密机制,能够为云存储提供良好的安全性和细粒度访问控制。但在密文策略属性基加密中,一个解密私钥可能会对应多个用户,因此用户可能会非法共享其私钥以获取不当利益,半可信的属性授权机构亦可能会给非法用户颁发解密私钥。此外,加密消息所产生的指数运算随着访问策略复杂性的增加而增长,其产生的计算开销给通过移动设备进行加密的用户造成了重大挑战。对此,文中提出了一种支持大属性域的用户和属性授权机构可追责的在线/离线密文策略属性基加密方案。该方案是基于素数阶双线性群构造的,通过将用户的身份信息嵌入该用户的私钥中实现可追责性,利用在线/离线加密技术将大部分的加密开销转移至离线阶段。最后,给出了方案在标准模型下的选择性安全和可追责证明。分析表明,该方案的加密开销主要在离线阶段,用于追责的存储开销也极低,其适用于使用资源受限的移动设备进行加密的用户群体。     

云存储环境下基于时释性加密的CP-ABE方案

云存储是未来存储业务的发展方向,数据安全是云存储客户的首要关切.密文策略属性加密(CP-ABE)算法允许数据拥有者将访问策略嵌入密文中,并结合数据访问者的密钥实施访问控制,特别适合云存储环境,但CP-ABE不支持与时间相关的访问控制.本文提出基于时释性加密的CP-ABE方案,通过在CP-ABE中融入时释性加密(TRE)机制来实现带有时间控制的密文共享,允许数据拥有者基于用户属性和访问时间制定更加灵活的访问策略.论文通过安全分析表明,该方案能够抵抗来自用户、云存储平台和授权机构的非法访问、非法用户的串谋攻击以及选择明文攻击.     

支持关键字更新的基于属性可搜索加密方案

针对云存储环境中重要通知、广播消息、数据共享等敏感性较高的数据访问控制需求,提出和设计出一种适用于云存储环境支持关键字更新的可搜索加密方案。方案中的文件明文采用基于属性的加密算法,可以实现文件密文只加密一次就可被多个用户私钥搜索,避免了针对不同用户数据拥有者需要多次加密的问题,降低了网络开销。但是现有的基于属性的可搜索加密方案无法实现文件索引的更新,针对此问题,采用带计数器的布隆过滤器对文件关键字进行处理,能够允许用户在索引密文中添加或者删除关键字,实现文件索引的动态更新,提高了检索效率。给出方案的正确性分析、安全分析以及效率分析。分析结果表明:文件索引和陷门经过带计数器的布隆过滤器并进行向量加密后,的确能够实现增加和删除关键字;采用对称加密的思想对文件和索引进行加密后,明文和索引也都是安全的;通过与其他方案的计算量和适应性对比,可以发现方案的计算量较低,适应性强。     

基于属性加密的气象云数据访问控制策略研究

随着气象业务水平的不断提高,气象数据的云存储和即时共享问题也日益突出。针对云计算环境下气象数据存储与共享面临的身份认证和访问控制问题,提出了一种基于多方授权的属性加密的访问控制模型。该模型采用一种适合云环境下大数据的属性加密方案,解决了气象部门用户多类性情况下的资料细粒度访问控制问题,同时引入全局ID概念和多方授权机制,解决了不同机构用户在气象部门各资料存储机构间的访问权限问题。系统具有较高的安全性和良好的实用价值。     

云存储平台下基于属性的数据库访问控制策略

云存储是一种新兴的数据存储模式,具有低成本、高效、易用等特点。数据库的安全访问控制成为在云存储平台下数据库运行时不可忽视的问题。设计了一个带权重的密文策略属性加密(WCPABE)方案,并且提出了基于该加密方案的云存储平台下数据库的访问控制策略。通过引入属性权重概念,WCPABE可以动态反映数据库中各个属性的重要程度,增强数据库拥有者对数据库的访问控制;提出了3种基于WCPABE的访问控制策略;提出了WCPABE在云存储平台下的数据库加密模型,实现了云存储平台下对数据库的有效、安全的访问,增强了数据库安全性,同时解决了多用户私钥分发与管理问题。实验数据表明:WCPABE具有可行性和有效性,能使云存储平台下数据库拥有者对数据库访问控制具有更多样化的手段,增强了数据库的安全性。     

云环境下基于属性的用户权限管理研究

用户权限分配是云计算服务的重要难题之一,提出了一种基于属性的用户权限管理方案。该方案以云服务中的新用户密钥分配为研究对象,论述了多方协同的用户签名验证解密管理机制,数据所有者和授权者共同选择属性集,数据所有者基于属性集定义密文访问结构,从而用户只有通过授权者认证才能获得解密密钥,达到用户权限升级与降级同步管理的目的。另外,本方案以群属性集更新为中心设计CP-ABE群签名验证机制,令数据所有者、用户和授权者组成群;基于群和自身属性用户可对消息签名以及公开验证,用以保护密文数据的细粒度访问控制。最后,给出签名有效性和不可伪造的证明结果。     

基于属性的广播加密认证方案

在前人研究的基础上,提出一种适合于Ad Hoc网络的新的广播机制,即基于属性的广播加密认证机制。在该机制中,设计一个与广播节点属性相关的访问控制策略,基于此策略对所要广播的信息进行加密,使得只有属性集符合访问控制策略的节点才能解密获得明文。同时采用基于身份的签名方案实现对广播节点的认证。     

云存储中支持属性撤销的多关键词可搜索加密方案

云存储的便捷性和管理高效性使得越来越多的用户选择将数据存放在云端。为支持用户对云端加密数据进行检索,提出云存储中基于属性加密支持属性撤销的多关键词搜索方案。采用线性秘密共享矩阵来表示访问控制结构,实现密文细粒度访问控制,在属性撤销过程中不需要更新密钥,应对用户属性变更的情况,在此基础上构造基于多项式方程的搜索算法支持多关键词搜索,从而提高搜索精度。理论分析和实验结果表明,该方案具有陷门不可伪造性和关键词隐私性,能够保证用户数据的隐私和安全,相比CP-ABE方案,具有较高的存储性能和计算效率,功能性更强。     

基于动态属性的加密方案

基于属性的加密方案能很好地实现加密文档的访问控制。但目前所提出的加密方案中,用户属性都是静态的,在实际应用中存在一定问题。基于条件加密的思想,设计了一个具有动态属性的加密方案,该方案能在用户满足某属性后,由认证方给用户提供数字签名,并让用户自行计算其属性密钥。最后,对方案安全性进行了讨论。     

基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案

针对多授权属性基加密方案的合谋攻击和多域共享数据问题,提出了一种基于多授权中心属性基加密的多域云访问控制方案。中央认证机构不参与用户私钥的生成过程,有效避免了用户与授权机构之间的联合攻击;通过线性秘密共享方案和代理重加密技术,云服务器对上传的数据文件进行重加密,实现了单域和多域用户数据的共享。分析结果表明,新方案在用户私钥生成和文件加/解密上具有较高的性能,并在q parallel BDHE假设下是自适应性安全的。     

支持撤销的外包加解密CP-ABE方案

属性基加密（attribute-based encryption,ABE）方案在云存储中得到了越来越广泛的应用,它能够实现细粒度的访问控制,但是现有的大多数ABE方案存在撤销方案效率低、开销大的问题。为了解决这一问题,提出一种更高效、细粒度的支持属性撤销的属性基加密方案。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。同时还提出了一种有效的属性撤销方法,该方法只需更新与撤销属性相关联的密文和用户密钥,所以属性撤销的代价很小。并结合了双因子身份认证机制,提高算法的安全性。该方案基于DBDH假设,在标准模型下被证明是安全的。     

A highly secured and streamlined cloud collaborative editing scheme along with an efficient user revocation in cloud computing

These days with the expanded fame of cloud computing, the interest for cloud-based collaborative editing service is rising. The encryption method is utilized to ensure and secure the data, during the collaborative editing process. In the encryption process, the cloud requires more time to work the collaborative editing. This paper proposes an efficient scheme for reducing the encryption burden over the cooperative users, as the possibilities of cooperative users read and write data by means of any gadget. In the proposed scheme, the encrypted file sent by the data owner is split into smaller segments and stored in the cloud by the cloud service provider (CSP) along with specific tags. Once the cooperative user receives and decrypts the file from the CSP, it modifies and encrypts only the modified segment and resends to the CSP. The CSP after verifying the signature replace the original file segment in the cloud with the modified segment based on the tag information. The scheme that is put forward is performed based on the modified ciphertext-policy hierarchical attribute–based encryption, and the security process is done based on the attribute-based signature schemes. This work employs a proficient attribute updating method to accomplish the dynamic change of users' attributes, consisting granting new attributes, revoking previous attributes, and regranting formerly revoked attributes. A writer's attributes and keys have been revoked, and the stale information cannot be written.     

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。     

Secure and efficient data collaboration with hierarchical attribute-based encryption in cloud computing

With the increasing trend of outsourcing data to the cloud for efficient data storage, secure data collaboration service including data read and write in cloud computing is urgently required. However, it introduces many new challenges toward data security. The key issue is how to afford secure write operation on ciphertext collaboratively, and the other issues include difficulty in key management and heavy computation overhead on user since cooperative users may read and write data using any device. In this paper, we propose a secure and efficient data collaboration scheme, in which fine-grained access control of ciphertext and secure data writing operation can be afforded based on attribute-based encryption (ABE) and attribute-based signature (ABS) respectively. In order to relieve the attribute authority from heavy key management burden, our scheme employs a full delegation mechanism based on hierarchical attribute-based encryption (HABE). Further, we also propose a partial decryption and signing construction by delegating most of the computation overhead on user to cloud service provider. The security and performance analysis show that our scheme is secure and efficient.