可密钥验证的多授权属性基加密方案

在多授权属性基加密方案中,每个授权机构都会给用户发一个私钥,当用户拿到所有的私钥但不能成功解密时,就不知道是哪个授权机构对应得私钥出错,所以只能要求所有的授权机构重发一次,这样既浪费时间又浪费资源。为了解决上述问题,提出了一种可密钥验证的多授权基于属性的加密方案,实现了在矩阵访问结构下对私钥的正确性进行验证,解决了当合法用户不能成功解密时需要大量的授权机构重发私钥的问题。同时实现了抗共谋攻击,提高了系统的安全性。最后证明了该方案在selective-set模型下达到选择明文攻击安全。     

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。     

支持策略隐藏的多授权机构属性基加密方案

现有隐藏策略的属性基加密方案大多针对单个属性授权机构,没有考虑到用户属性由多个授权机构管理的情况,存在密钥生成效率低、机构本身易被攻破、无法满足云存储环境安全需求的问题。为此,提出一种多授权机构属性基加密方案。通过对访问结构进行改进,实现访问策略的完全隐藏,进而保护用户隐私。用户私钥由数据属主和多个属性授权机构共同生成,可提高密钥生成效率,并抵抗非法用户及授权机构的合谋攻击。基于判定性双线性Diffie-Hellman假设,证明方案在标准模型下是选择明文安全的。实验结果表明,该方案可有效提高密钥生成及加解密效率。     

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。     

多机构授权下可追踪可隐藏的属性基加密方案

在单机构授权的属性基加密方案中,授权中心存在风险过于集中、计算载荷过重的问题。但已经存在的加密方案几乎都是在单机构授权下进行密钥追踪、访问策略隐藏的。因此,文章提出了一种在多机构授权下可隐藏策略、可追踪密钥的属性基加密方案。该方案通过把访问结构完全隐式地嵌入到密文中,从而使攻击者无法通过访问结构来获得用户隐私;多机构授权下实现对密钥的追踪,防止用户与单授权机构合谋密钥滥发。该方案在实现多机构授权下参数长度、计算开销没有明显的增加。最后基于DBDH安全模型,证明该方案在标准模型下是可以抵抗选择明文攻击的。     

多授权机构下可撤销叛徒的属性基加密方案

针对单授权机构下属性基加密方案中的密钥滥用问题,以及加密机制本身存在的效率和安全问题,研究一种在多授权机构下可对非法用户（或叛徒）进行撤销的属性基加密方案。在单授权机构下属性基加密方案的基础上,利用双线性映射和线性秘密共享方案等来实现多个授权机构相互协作而不需要中央机构控制,并结合完全子树架构将用户映射到二叉树上来提高撤销叛徒的效率,将单授权方案转化成多授权机构下的可撤销叛徒的属性基加密方案MA-TRABE,还分析了该方案的抗串谋攻击安全性和多授权机构下的安全性。根据电子商务安全支付的需要,设计了MA-TRABE的实际应用。     

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。     

访问策略隐匿的可追责层次属性加密方案

在传统的属性加密方案中,用户可能会共享私钥给具有相同属性集的多个用户而不怕被追责;此外,访问策略包含的信息可能会泄露用户隐私。针对这2个问题,提出一种可追责的隐匿策略的层次化属性加密方案。该方案在合数阶双线性群下基于访问树进行构造,具有灵活的表达能力,在访问策略中插入合数阶子群的随机元素实现策略隐匿;将用户标识加入私钥运算中,实现对泄露信息的违规用户的可追责;使用层次授权体系,降低单权威授权的计算负荷,提高了整体安全性和效率。实验结果和效率对比分析表明,该方案在加解密计算开销方面具备优势,且支持访问策略的隐匿和对违规用户的追责,大大提高了方案的安全性。     

基于格和分层身份结构的广播加密方案

提出基于格和分层身份结构的广播加密方案。该方案采用格表示用户身份信息,通过格和子格的结构关系表示分层结构,以格的短基表示用户的私钥,利用格基生成算法迭代生成每层格的短基,基于格中错误学习难题设计加、解密算法。理论分析证明,对于非授权用户,该方案在适应性选择密文攻击下具有不可区分安全性,对于授权用户,在选择密文攻击下具有前向安全性,与基于双线性对的广播加密方案相比计算速度更快。     

云存储环境下属性基加密综述*

属性基加密作为一种新型的密码方案,将用户私钥和密文与属性相关联,为解决云存储环境下数据安全共享、细粒度访问控制和安全存储等问题提供了一种解决思路。在对密钥策略属性基加密、密文策略属性基加密和混合策略属性基加密深入研究后,根据不同的功能扩展,针对隐藏访问结构、多授权机构、复杂计算安全外包、可搜索加密机制、属性撤销、叛徒追踪等重点难点问题进行了深入探讨研究。最后总结了现有研究工作的不足,并指出了未来的研究方向。     

一种支持快速加密的基于属性加密方案

基于属性加密算法因含有大量耗时的指数运算和双线性对运算,一些方案提出将加密外包给云服务器.然而这些方案并没有给出外包加密在云服务器中的并行计算方法,而且还存在用户保管私钥过多、授权中心生成用户私钥成本过大的问题.针对这些问题,提出一种基于Spark大数据平台的快速加密与共享方案.在该方案中,根据共享访问树的特点设计加密并行化算法,该算法将共享访问树的秘密值分发和叶子节点加密并行化之后交给Spark集群处理,而用户客户端对每个叶子节点仅需要一次指数运算;此外,用户私钥的属性计算也外包给Spark集群,授权中心生成一个用户私钥仅需要4次指数运算,并且用户仅需要保存一个占用空间很小的密钥子项.     

基于同态加密的密文策略属性加密方案

属性加密方案极其适用于云存储环境下的数据访问控制,但用户私钥的安全问题仍然是一个极具挑战的问题,影响了属性加密的实际运用。针对该问题,提出一种基于同态加密的密文策略属性加密方案,属性授权中心和云服务中心拥有包含各自系统私钥信息的秘密坐标,两者利用各自秘密坐标进行保密计算两点一线斜率的方式来交互生成用户私钥。分析结果表明,所提方案在消除单密钥生成机构的同时极大地降低了生成用户密钥所需的通信交互次数,从而降低了交互过程中秘密信息泄露的风险。     

LR-FEAD: leakage-tolerating and attribute-hiding functional encryption mechanism with delegation in affine subspaces

In large-scale networks, such as cloud computing and Internet of Things, functional encryption mechanism provides a flexible and powerful cryptographic primitive in constructing the secure transmission and communication protocols. However, as the side-channel attacks in open environments, the attacker can gain partial sensitive information from the pre-defined system by virtue of the time, power analysis, cold-boot attacks, etc. In this work, we design a leakage-resilient functional encryption scheme, which tolerates amount of bounded master-key leakage and user private-key leakage. In our scheme, encryption policies are specified as point vectors and decryption roles are defined as affine subspaces. Role delegation is implemented by specifying the affine transformation over subspaces. Our scheme achieves payload hiding and attribute hiding in the sense that the attacker is able to specify any efficiently computable leakage functions and learns the function outputs taking the master/private keys as inputs. Also, our scheme can tolerate the continual leakage for master key and private key, since we can periodically update the master key and the private key to generate a new and re-randomized key with the same distribution to the previous keys. We construct the scheme in composite-order bilinear groups and prove the security with dual system encryption methodology. We also analyze and discuss the performance of allowable leakage bound, leakage ratio and possible leakage probability. Our scheme has flexible applications in secure data communication and authorization delegation in open cloud computing systems.     

一种基于文件过滤驱动的Windows文件安全保护方案

针对提高文件安全级别需要较高安全成本问题,提出了一种低成本高安全的Windows文件保护方法。该方法采用Windows NT驱动框架,基于文件系统过滤驱动技术实现对文件进行透明加解密。文件内容用快速的对称算法加密,并且一文件一密钥。文件密钥用安全性更高的非对称算法加密,加密密钥保存于专用密钥文件中,用户私钥存放在密钥U盘里。在此基础上,提出了一种文件安全共享的方法。分析和应用表明,该方案在增加较少硬件成本基础上,可有效保护存储设备遗失或被盗、管理员密码被破解、文件共享时的文件安全。     

基于生物加密的认证机制

为克服传统认证技术在保护安全和隐私方面的不足,提出了一种基于生物加密的身份认证模型。运用生物加密技术对用户脸部特征和密钥进行保护,防止非授权用户的访问和非授权资源的使用。实验结果表明,尽管人的面部表情变化多端,基于生物加密技术的认证系统仍能正确区分真正的用户与仿冒用户,起到很好的认证效果,保证了安全通信。     

标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案

针对现实中广播加密的安全问题,提出一种标准模型下高效的基于身份匿名广播加密方案。匿名广播加密中广播者加密数据通过广播信道发送给用户,其中只有授权用户能够解密获得数据,同时任何人不能分辨出加密数据是发送给哪个用户的,从而保护了接收者用户的隐私。所提方案利用双系统加密技术,基于合数阶双线性群提出。同时,该方案基于静态假设,在标准模型中证明方案是选择明文安全的,密文和密钥取得了固定长度。和对比方案相比,所提方案密钥长度仅需2个群元素,同时方案满足匿名性。     

区块链环境下基于秘密共享的数字权限管理方案

针对数字权限保护中对内容加密密钥的安全保存和有效分发的需求,提出了一个区块链环境下基于秘密共享的数字权限保护方案。该方案主要包括系统初始化、内容加密、许可授权和内容解密4个协议。在该方案中,利用Pedersen可验证秘密共享方案和属性基加密（ABE）算法来实现内容加密密钥的保护和分发,将内容提供商从管理内容加密密钥的任务中解放出来,从而确保了密钥管理的安全性和灵活性。此外,基于区块链的数字权限保护方案具有信息公开透明、不可篡改等特点。安全性分析表明,该方案在区块链环境下是安全可行的;仿真实验结果表明,该方案能够以较低的开销实现数字内容的权限保护。     

一种LKH组播密钥树的启发式构建方法

LKH（Logical Key Hierarchy）方法是一种有效的组播密钥更新技术。但在密钥更新过程中,该方法的加密开销与传输开销往往成为通信系统的瓶颈。通过对上述问题的研究,给出最优密钥树结构的定义,并提出一种构建最优密钥树的启发式搜索算法。与传统LKH密钥树结构相比,最优树的不同层具有不同的分支数,因此其可降低密钥更新过程中的处理开销。理论分析与仿真实验均表明,所提方案可有效降低系统组播密钥更新的加密开销、传输开销及密钥存储量。