基于关系分解的外包数据库机密性保护方案研究

针对外包数据库服务中数据库服务提供商本身并不完全可信等潜在威胁引起的隐私数据机密性威胁,提出了一种基于关系分解的外包关系数据库机密性保护方案。设计了考虑查询类型和属性所处查询位置的属性分解代价计算策略,并以此计算策略为评价标准,给出了求解最小属性分解代价方案的算法。然后,对各数据切片进行了准标识符的抗共谋攻击处理,并进行了性能测试。实验对比结果表明该方案对不同的应用查询类型有较好的适应性,有效降低了关系分解代价,提高了查询执行效率。     

基于分解与加密的云数据库隐私保护机制研究

针对租户对云数据库服务模式下数据隐私保护的需求,提出了一种基于分解与加密的云数据库隐私保护机制。租户根据自身的隐私保护需求定义隐私约束,由云服务提供商平台的可信数据隐私保护模块根据隐私约束完成最少加密属性分解,并对分解结果中一部分属性的数据值加密实现数据隐私保护,从而建立了基于分解与加密的云数据库隐私保护模型。对该隐私保护模型进行了扩展,实现了防止数据分布隐私泄漏、减小服务提供商平台负载和对可排序属性进行范围查询的目的。     

一种动态数据多副本持有性证明方案

为检查云存储服务中提供商是否按服务等级协议的约定完整地存储了多个文件副本,提出了一种基于同态Hash的动态多副本持有性证明方案hHash-MRPDP.一方面,hHash-MRP-DP通过对文件加密和对密文进行掩码运算来生成多个副本;另一方面,利用同态Hash对密文的每个数据块计算一个验证标签,从而可以根据Hash的同态性质对所有副本进行批量持有性检查.在实现对多副本批量持有性检查的同时,hHash-MRPDP还具有能定位及修复错误块、可扩展以支持数据更新、能抵抗替换、重放和伪造攻击,以及低计算、存储和通信负载等特点.     

基于确定/概率性文件拥有证明的机密数据安全去重方案

为解决云存储系统中机密数据去重面临的密文重复性检测与拥有性证明、针对数据机密性的攻击等难题,提出了基于Merkle散列树的MHT-Dedup方案和基于同态MAC的hMAC-Dedup方案。两者均通过对密文文件的拥有证明进行跨用户文件级重复性检测,并通过检查数据块明文的摘要进行本地数据块级重复性检测,避免了跨用户文件级客户端重复性检测中hash-as-a-proof方法存在的安全缺陷。MHT-Dedup方案通过数据块密文的标签生成的验证二叉树提供确定性的文件拥有证明,具有较低的计算和传输开销,而hMAC-Dedup方案则通过对抽样数据块密文和其标签进行同态MAC运算提供概率性的文件拥有证明,具有较低的额外存储开销。分析与比较表明,本方案在同时支持两级客户端机密数据安全去重和抵抗对数据块的暴力搜索攻击方面具有明显优势。     

一种分布式的分段增量CRL机制

在分析分段增量CRL证书撤销机制的基础上,针对网络稳定性差、带宽有限的环境,提出了一种分布式的分段增量CRL机制。新机制能有效降低信任实体对CRL库的请求率、分散网络中CRL传输的数据流、保证用户及时获取最新的证书撤销信息,并且实现容易。     

基于AES和模运算的密文索引方案

为密文添加安全索引是解决密文外包后检索困难问题的一种有效方法。针对安全密文索引建立问题,基于AES加密和模运算,提出了一种循环分区索引方案。该方案的索引由客户端对属性值进行AES加密和模运算得到,具有部分保序的性质。在有效支持范围查询的同时,该方案明显降低了等值查询时客户端的无效解密负载,且满足基本隐私保护需求。方案存储开销和安全性分析结果表明,其存储量在合理范围内。     

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。     

基于身份的代理重签名广播签密方案

针对云计算组数据共享等应用中的数据机密性和完整性需求,提出了一种基于身份的代理重签名广播签密方案,该方案能通过执行一次代理重签名将原签密者的广播签密转换为重签密者的广播签密。利用计算性双线性Diffie-Hellman问题和计算性Diffie-Hellman问题的困难性假设,证明了方案在选择多身份、适应性选择密文攻击下具有不可区分性,在选择多身份选择消息攻击下具有不可伪造性。该方案具有公开可验证性,支持任何第三方对签密正确性的验证。最后,给出了方案在云计算组数据共享中的应用实例。     

可信环境下的密钥撤销机制研究*

针对TPM只作为对密钥的访问控制设备,而不能销毁被攻破密钥的问题,提出了两种利用密钥列表实施撤销的机制。通过对TPM命令集的少量修改,利用密钥列表对加载的密钥进行有效性检查,从而保证被TPM使用的密钥都是未撤销的,并且两种机制都能实现与当前TCG规范的向后兼容,也不会增加其他操作的负载。最后,提出将两种机制结合以保证密钥撤销和加载操作的效率,增强撤销机制的可实施性。