基于安全三方计算的密文策略加密方案

针对现有密文策略属性加密方案存在用户密钥易泄露的问题,提出一种基于安全三方计算协议的密文策略方案。通过属性授权中心、云数据存储中心及用户之间进行安全三方计算构建无代理密钥发布协议,使用户端拥有生成完整密钥所必需的子密钥。安全分析表明,该方案能够有效消除单密钥生成中心及用户密钥在传输给用户过程中易泄露所带来的威胁,增强用户密钥的安全性。     

CP-ABE与数字信封融合技术的云存储安全模型设计与实现

为了高效地实现云端数据的存储和传输安全,提出一种结合数字信封技术的改进的密文策略的属性加密机制(CPABE)云存储安全模型。该模型在不影响云服务性能的前提下保护用户的敏感数据,在数据未上传至云端前对数据进行本地加密;加密密钥通过CP-ABE机制以保证密钥不会被非法用户获取,并通过数字信封技术确保数据在传输过程中的完整性和保密性。新模型还结合动态口令(OTP)对用户进行登录校验,从而有效阻止非授权用户对数据的访问。仿真实验表明,改进的模型能够安全有效地保护用户的机密数据,阻止恶意用户对云服务器的非法访问。通过和现有云存储安全方案进行时间性能对比,改进的CP-ABE方案加密效率和安全性能有较大幅度提高。     

云存储完整性验证密码学技术研究进展

云存储完整性验证技术允许用户将数据存储至云端服务器,并为用户提供可验证的完整性保证。典型的云存储完整性验证方案由两个阶段组成：一是数据处理阶段,用户使用私钥处理数据、生成可验证的元数据存储于云服务器,而本地只需保存与数据相关的一些参数,如密钥和数据标签等;二是数据完整性验证阶段,验证者通过和云服务器交互执行一个挑战/证明协议,能够以极高的概率判断出云端数据当前的完整性。到目前为止,已经涌现了大量的相关密码学方案。本文对可证明安全的可公开验证的云存储完整性验证关键密码学技术研究进展进行简要回顾,主要涵盖代理数据外包技术、代理完整性验证技术、基于身份的数据外包技术以及几种计算和通信效率优化技术等。     

可信云存储环境下支持访问控制的密钥管理

可信云存储采用本地数据加解密来保证用户外包数据在网络传输和云端存储的安全性.该环境下数据拥有者通过对数据密钥的安全共享和管理来实现对不同用户的选择性数据访问授权控制.针对多数据拥有者可信云存储环境,以最小化用户的密钥安全传输/存储等密钥管理代价及其安全风险为目标,提出了一种新的基于全局逻辑层次图(global logical hierarchical graph,GLHG)的密钥推导机制的密钥管理方法.该方法通过GLHG密钥推导图来安全、等价地实施全局用户的数据访问授权策略,同时利用云服务提供商(半可信第三方)来执行GLHG密钥推导图结构的管理并引入代理重加密技术,从而进一步提高密钥管理执行效率.阐述了基于GLHG密钥推导图更新的动态访问控制支持策略,并对该方法进行安全性分析和实验对比分析.     

基于CIFS协议的云存储安全网关的设计与实现

CIFS(Common Internet File System)协议是网络存储在应用层的核心协议,是应用于网络附加存储NAS(Network AttachedStorage)进行数据存储的通信协议。云存储是一种新型的网络存储形式,企业和个人用户都开始使用云存储作为其网络存储媒介。随着云存储的广泛使用,云存储中数据的安全问题,如数据泄漏和数据篡改,也成了用户广泛关注的问题。基于Amazon S3的云存储服务,设计并实现一款基于CIFS协议的云存储安全网关系统CSSGS(Cloud Storage Security Gateway System)。通过该网关,用户能够以访问NAS的访问习惯,使用Amazon S3云存储服务;该网关还对用户上传至Amazon S3的数据进行加密保护,可以有效防止数据在传输和存储过程中的泄漏;同时该网关还对从S3下载的文件进行完整性校验,检测其内容与上传时是否一致,以防止被篡改。     

可信数据库环境下无证书认证的可信密钥共享

基于DAS模型的可信数据库环境下,数据拥有者将数据加密以后存储于第三方数据库服务提供商,数据拥有者与被授权用户间的可信数据共享本质上是数据密钥的可信共享。现有的DAS模型中密钥管理方法的安全落脚点都是假设数据拥有者与各用户能事先分别安全共享一个用户密钥,而在可信数据库环境下如何进行数据拥有者与用户间的可信用户密钥共享却是一个未解决的问题。基于无证书签名认证机制,提出了一种可信数据库环境下的可信用户密钥共享协议,并对该协议的有效性和安全性进行了分析。该协议完全无需安全传输通道和可信第三方作为支撑,且有较好的执行效率;同时基于DL问题、Inv-CDH问题、q-StrongDH问题等数学难题,该协议被证明能有效抵御无证书安全模型下的各种攻击。     

一种属性可撤销的安全云存储模型

针对云存储服务中数据用户权限撤销粒度较粗及现有方案密钥分发计算量大等问题,基于双系统加密的思想,在合数阶双线性群上提出了一种新的细粒度权限撤销的安全云存储模型。数据拥有者同时也作为属性分发机构,保证了对自身数据的绝对控制,确保了在云服务商不可信情况下开放环境中的云端存储数据的安全。从模型架构和属性密钥分发两个方面对模型进行了研究,并用严格的数学方法证明了本方案是适应性安全的。云存储模型的数据访问策略根据实际需要可灵活设置,适用于云存储等开放式环境。     

基于密文策略属性加密体制的匿名云存储隐私保护方案

针对云存储中数据机密性问题,为解决密钥泄漏与属性撤销问题,从数据的机密性存储以及访问的不可区分性两个方面设计了基于密文策略属性加密体制(CP_ABE)的匿名云存储隐私保护方案。提出了关于密钥泄漏的前向安全的不可逆密钥更新算法;在层次化用户组以及改进的Subset-Difference算法基础上,利用云端数据重加密算法实现属性的细粒度撤销;基于同态加密算法实现k匿名l多样性数据请求,隐藏用户潜在兴趣,并在数据应答中插入数据的二次加密,满足关于密钥泄漏的后向安全。在标准安全模型下,基于l阶双线性Diffie-Hellman(判定性l-BDHE)假设给出所提出方案的选择性安全证明,并分别从计算开销、密钥长度以及安全性等方面验证了方案的性能优势。     

基于同态hash的数据多副本持有性证明方案

为检查云存储中服务提供商(CSP)是否按协议完整地存储了用户的所有数据副本,在分析并指出一个基于同态hash的数据持有性证明方案安全缺陷的基础上,对其进行了改进和扩展,提出了一个多副本持有性证明方案。为实现多副本检查,将各副本编号与文件连接后利用相同密钥加密以生成副本文件,既有效防止了CSP各服务器的合谋攻击,又简化了用户和文件的授权访问者的密钥管理;为提高检查效率,利用同态hash为数据块生成验证标签,实现了对所有副本的批量检查;为保证方案安全性,将文件标志和块位置信息添加到数据块标签中,有效防止了CSP进行替换和重放攻击。安全性证明和性能分析表明,该方案是正确和完备的,并具有计算、存储和通信负载低,以及支持公开验证等特点,从而为云存储中数据完整性检查提供了一种可行的方法。     

云存储及其安全性研究

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,旨在对外提供数据存储和业务访问服务。在分析云存储基本概念、结构和特点的基础上,对云存储的安全性进行了研究和分析。云存储的安全性问题是制约云存储发展的首要问题,针对非法访问、数据泄漏、数据存取故障等安全问题提出了挑战-应答式的云存储身份认证、基于用户与密钥关联的加密存储、数据恢复等多项安全解决方案,能够避免传统身份认证口令被攻击的风险,使用户可以选择加密算法使用密钥进行数据加密,以及透明地为用户提供快速且与存取并行的数据恢复。     

客户端密文去重方案的新设计

云存储可以使用户在不扩大自身存储的情况下保存更多数据,而客户端去重技术的引入使用户在本地对重复数据进行有效删除,极大提高云存储利用率,节省通信开销.本文利用文献[10]中基于盲签名随机化收敛密钥的思想,提出了一个新的基于客户端密文去重方案.新方案中重复验证标签和拥有权证明可有效抵抗暴力字典攻击,并利用三方密钥协商方案的思想设计了灵活的加密密钥管理方案.实验结果表明新方案能够有效降低用户存储和计算开销.     

云环境下的基于属性和重加密的密钥管理

在云计算环境中如何安全地存储数据是云计算面临的挑战之一。加密是解决云计算中数据存储安全问题最主要的方法,而加密的一个保密性问题是密钥管理。提出了云环境下的基于属性和重加密的密钥管理方案。云服务提供商对不同用户进行重加密时,可以一次为一组用户重加密,从而减少了重加密的个数。数据拥有者可以对组用户生成和发送重加密密钥,而数据请求者可以使用属性集对应的一个密钥解密多个数据拥有者的数据,从而能减少两者的密钥发送量,降低密钥管理的难度,提高方案的效率。最后,对方案的安全性和性能进行了分析     

云存储环境下的支持隐私保护方案

作为云存储技术中的突出问题,安全始终受到用户的关注。针对云存储安全中的用户身份隐私保护和数据隐私保护设计了一种安全、高效的云存储方案。在该方案中构建了基于时间序列的多叉树存储结构（MTTS）,并在该结构基础上设计了一种密钥推导算法,不仅方便了密钥的生成和管理,并且节省了存储空间。通过对方案的安全性分析,结果表明该方案在确保数据存储安全的基础上也能很好地保护用户身份隐私。     

云存储系统中数据完整性验证协议

在云存储网络环境中,数据的安全性和完整性是用户最关心的问题之一。综合考虑云存储网络环境中的安全需求,设计了云存储数据完整性验证(CS-DIV)协议。客户端把数据文件和校验标签上传到云存储服务器后随机抽查,服务器返回验证证据并由客户端判断文件的完整性。协议可以有效地验证云存储数据的完整性,并抵抗恶意服务器欺骗和恶意客户端攻击,从而提高整个云存储系统的可靠性和稳定性。仿真实验数据表明,所提协议以较低的存储、通信及时间开销实现了数据的完整性保护。     

基于RCE的云存储动态所有权管理数据去重方案

数据去重技术在云存储中应用广泛,通过存储数据的一个副本节省存储空间、降低通信开销。为了实现安全的数据去重复,收敛加密以及其很多变体相应被提出,然而,很多方案没有考虑所有权改变和所有权证明（PoW）问题。提出一种安全高效的动态所有权管理去重方案,通过更新组密钥对密钥密文进行重加密实现云用户所有权撤销后的管理问题,阻止撤销所有权的用户正确解密密文,构造了基于布隆过滤器的所有权证明,提出延迟更新策略进一步降低计算开销。分析和实验表明,该方案具有较小的开销,在动态所有权管理中是有效的。     

电力信息化系统数据的安全认证与加密传输方法

针对传统安全认证方法存在信息完整度低的问题,提出电力信息化系统数据的安全认证与加密传输方法。首先,采用哈希算法随机生成伪随机数,将电力信息化系统中的数据存储在云服务器中。其次,设定身份标识后,在云服务器中添加共享密钥,并使用更新后的伪身份标识和密钥进行射频识别（RadioFrequency Identification,RFID）协议安全认证。最后,在完成安全认证后,设置每个密钥周期的特定时间节点,生成新的初始密钥,并在数据传输过程中使用这些密钥进行对称加密,以实现电力信息化系统数据的加密传输。实验结果表明,该方法的数据完整度均大于95%,结果符合预期。     

一种新的在线社交网络的隐私保护方案

针对用户数据隐私容易被截取的问题,提出了一种新的用户在线社交网络隐私保护方案.传统解决方案依赖于公共密钥基础设施或传统密钥分布技术,而新的方案则充分利用朋友和用户的私有属性熵之间的信任.通过重新构建密码模块建立安全协议,对在线社交网络提供安全信息服务、安全信息匹配和安全通信三种服务,最终使用户能够安全地存储自己的私有数据,并建立一个会话密钥的安全通信.     

基于雾计算的智能医疗三方认证与密钥协商协议

在智能医疗中,将云计算技术与物联网技术结合,可有效解决大规模医疗数据的实时访问问题.然而,数据上传到远程云服务器,将带来额外的通信开销与传输时延.借助雾计算技术,以终端设备作为雾节点,辅助云服务器在本地完成数据存储与访问,能够实现数据访问的低延迟与高移动性.如何保障基于雾计算的智能医疗环境的安全性成为近期研究热点.面向基于雾计算的智能医疗场景,设计认证协议的挑战在于:一方面,医疗数据是高度敏感的隐私数据,与病人身体健康密切相关,若用户身份泄漏或者数据遭到非法篡改将导致严重后果;另一方面,用户设备和雾节点往往资源受限,认证协议在保护用户隐私的同时,需要实现用户、雾节点、云服务器之间的三方数据安全传输.对智能医疗领域两个具有代表性的认证方案进行安全分析,指出Hajian等人的协议无法抵抗验证表丢失攻击、拒绝服务攻击、仿冒攻击、设备捕获攻击、会话密钥泄漏攻击;指出Wu等人的协议无法抵抗离线口令猜测攻击、仿冒攻击.提出一个基于雾计算的智能医疗三方认证与密钥协商协议,采用随机预言机模型下安全归约、BAN逻辑证明和启发式分析,证明所提方案能实现双向认证与会话密钥协商,并且对已知攻击是安全的;与同类...     

基于属性代理重加密技术与可容错机制相结合的数据检索方案

针对云服务器上用户信息的隐私问题,提出一种基于属性代理重加密技术与容错机制相结合的方案。该方案将用户存储的数据分为文件和文件的安全索引,将其分别进行加密后存储在不同的云服务器上。首先,利用倒排序结构构造文件的安全索引,并使用模糊提取器对关键字进行预处理,用户可以通过该安全索引进行容错的多关键字搜索;其次,设置访问控制树对解密密钥重加密,实现权限管理,即实现数据在云端的有效共享;最后,通过Complex Triple Diffle-Hellman难题证明该方案生成的系统主密钥是安全的,因此该方案在云环境下也是安全的。与已有的方案的对比分析表明,该方案可减少密钥重加密、解密 等的计算量,同时通过加入容错处理机制提高了数据检索的效率。     

云存储威胁模型的伪随机双线性映射完整性检查

在云存储应用中,用户文件不在本地存储,因此文件安全性、数据机密性和鲁棒性是关键问题。首先,针对现有文献提出的多个密钥服务器的安全擦除码存储系统未考虑数据鲁棒性导致数据恢复存在缺陷的问题,利用伪随机双线性映射构建云存储完整性检查策略威胁模型;其次,编制接口文件块结构,并参照相关文献算法进行完整性检查方案设计,实现多密钥服务器安全擦除码存储系统算法功能补充,并给出算法计算复杂度分析;最后,实验结果显示,所提出的完整性检查方案可实现较大的数据成功检索概率。