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Big Data Access Control Mechanism Based on Two-Layer Permission Decision Structure

Computers, Materials & Continua 2024年第4期79卷 1705-1726页

作者： Aodi Liu Na Wang xuehui du Dibin Shan Xiangyu Wu Wenjuan Wang He’nan Province Key Laboratory of Information Security Information Engineering UniversityZhengzhou450000China

Big data resources are characterized by large scale, wide sources, and strong dynamics. Existing access controlmechanisms based on manual policy formulation by security experts suffer from drawbacks such as low policymanagement efficiency and difficulty in accurately describing the access control policy. To overcome theseproblems, this paper proposes a big data access control mechanism based on a two-layer permission decisionstructure. This mechanism extends the attribute-based access control (ABAC) model. Business attributes areintroduced in the ABAC model as business constraints between entities. The proposed mechanism implementsa two-layer permission decision structure composed of the inherent attributes of access control entities and thebusiness attributes, which constitute the general permission decision algorithm based on logical calculation andthe business permission decision algorithm based on a bi-directional long short-term memory (BiLSTM) neuralnetwork, respectively. The general permission decision algorithm is used to implement accurate policy decisions,while the business permission decision algorithm implements fuzzy decisions based on the business *** BiLSTM neural network is used to calculate the similarity of the business attributes to realize intelligent,adaptive, and efficient access control permission decisions. Through the two-layer permission decision structure,the complex and diverse big data access control management requirements can be satisfied by considering thesecurity and availability of resources. Experimental results show that the proposed mechanism is effective andreliable. In summary, it can efficiently support the secure sharing of big data resources.

关键词： Big data access control data security BiLSTM

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CRBFT:A Byzantine Fault-Tolerant Consensus Protocol Based on Collaborative Filtering Recommendation for Blockchains

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Computers, Materials & Continua 2024年第7期80卷 1491-1519页

作者： Xiangyu Wu xuehui du Qiantao Yang Aodi Liu Na Wang Wenjuan Wang He’nan Province Key Laboratory of Information Security Information Engineering UniversityZhengzhou450000China School of Cyber Science Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou450000China

Blockchain has been widely used in finance,the Internet of Things(IoT),supply chains,and other scenarios as a revolutionary *** protocol plays a vital role in blockchain,which helps all participants to maintain the storage state ***,with the improvement of network environment complexity and system scale,blockchain development is limited by the performance,security,and scalability of the consensus *** address this problem,this paper introduces the collaborative filtering mechanism commonly used in the recommendation system into the Practical Byzantine Fault Tolerance(PBFT)and proposes a Byzantine fault-tolerant(BFT)consensus protocol based on collaborative filtering recommendation(CRBFT).Specifically,an improved collaborative filtering recommendation method is designed to use the similarity between a node’s recommendation opinions and those of the recommender as a basis for determining whether to adopt the recommendation *** can amplify the recommendation voice of good nodes,weaken the impact of cunningmalicious nodes on the trust value calculation,andmake the calculated resultsmore *** addition,the nodes are given voting power according to their trust value,and a weight randomelection algorithm is designed and implemented to reduce the risk of *** experimental results show that CRBFT can effectively eliminate various malicious nodes and improve the performance of blockchain systems in complex network environments,and the feasibility of CRBFT is also proven by theoretical analysis.

关键词： Blockchain consensus byzantine fault-tolerant collaborative filtering trust

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面向外包服务的可验证技术研究进展

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中国科学：信息科学 2024年第3期54卷 514-565页

作者：孙奕杨帆陈性元杜学绘林玮信息工程大学密码工程学院郑州450001 密码科学技术国家重点实验室北京100094

随着数字经济时代的到来,数据已成为重要生产要素,将数据外包给第三方存储、管理、分析、计算等应用越来越广泛,随之而来的外包数据、外包计算等外包服务的可信性问题也日益突出,可验证技术被视为判定外包服务可信的一种有效且具有广泛... 详细信息

随着数字经济时代的到来,数据已成为重要生产要素,将数据外包给第三方存储、管理、分析、计算等应用越来越广泛,随之而来的外包数据、外包计算等外包服务的可信性问题也日益突出,可验证技术被视为判定外包服务可信的一种有效且具有广泛应用前景的技术.该技术发展迅速、研究内容丰富、技术多样、种类繁多,且随着区块链、人工智能、隐私计算等新型外包服务需求的出现,为可验证技术带来了新的挑战和发展契机.本文对面向外包服务的可验证技术研究进展进行了梳理与总结.首先梳理总结给出了面向外包服务的可验证技术框架、分类方法、安全目标与评价体系.接着从外包数据和外包计算两个角度给出可验证技术的形式化定义,并分别论述其典型的可验证方案.然后从外包数据的角度,以验证数据类型为主线结合实现的功能和方法分别详细论述了不同数据类型、不同场景、不同实现方式的外包数据持有性验证和完整性验证技术;从外包计算的角度,根据外包计算类型的不同,总结归纳了5种典型外包计算的可验证技术特点及研究进展,并基于提出的评价体系对典型方案进行了详细的对比分析.最后结合新兴技术和应用热点,展望了可验证技术在前沿方向上的发展趋势、应用前景及其面临的挑战.

关键词：外包服务外包数据验证可验证计算可认证数据结构动态可验证结构

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基于自适应敏感区域变异的覆盖引导模糊测试

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计算机应用 2024年第8期44卷 2528-2535页

作者：徐航杨智陈性元韩冰杜学绘战略支援部队信息工程大学密码工程学院郑州450004

针对覆盖引导的模糊测试(CGF)中存在大量无效变异且造成性能浪费的问题,提出一种自适应敏感区域变异算法。首先,根据变异出的测试用例是否执行新路径将对应的变异位置分为有效变异位置集合和无效变异位置集合;然后,基于有效变异位置确... 详细信息

针对覆盖引导的模糊测试(CGF)中存在大量无效变异且造成性能浪费的问题,提出一种自适应敏感区域变异算法。首先,根据变异出的测试用例是否执行新路径将对应的变异位置分为有效变异位置集合和无效变异位置集合;然后,基于有效变异位置确定敏感区域,将后续的变异集中在敏感区域内。在后续的模糊测试过程中,根据测试用例的执行结果自适应地调整对应种子的敏感区域,减少无效变异。此外,设计新的种子选择策略配合敏感区域变异。将自适应敏感区域算法集成至美国模糊循环(AFL),并将它命名为SMAFL(Sensitive-region-based Mutation American Fuzzy Lop)。在12个流行的应用程序上评估SMAFL,实验结果表明,与AFL相比,当初始种子数为1时,SMAFL发现的路径数平均提升了31.4%,模糊次数增加了3.4倍;并且在12个程序中都实现了更高的代码覆盖率。在对LAVA-M数据集的测试中,SMAFL比AFL多发现2个bug,并且发现相同bug所用时间更短。整体地,自适应敏感区域变异算法能提升模糊测试器的探索效率。

关键词：模糊测试自适应算法软件漏洞代码覆盖率变异

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Android应用敏感行为与隐私政策一致性分析

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计算机应用 2024年第3期44卷 788-796页

作者：杨保山杨智陈性元韩冰杜学绘信息工程大学郑州450001 密码科学技术国家重点实验室(国家密码管理局) 北京100094

隐私政策文档声明了应用程序需要获取的隐私信息,但不能保证清晰且完全披露应用获取的隐私信息类型,目前对应用实际敏感行为与隐私政策一致性分析的研究仍存在不足。针对上述问题,提出一种Android应用敏感行为与隐私政策一致性分析方法... 详细信息

隐私政策文档声明了应用程序需要获取的隐私信息,但不能保证清晰且完全披露应用获取的隐私信息类型,目前对应用实际敏感行为与隐私政策一致性分析的研究仍存在不足。针对上述问题,提出一种Android应用敏感行为与隐私政策一致性分析方法。在隐私政策分析阶段,基于Bi-GRU-CRF(Bi-directional Gated Recurrent Unit Conditional Random Field)神经网络,通过添加自定义标注库对模型进行增量训练,实现对隐私政策声明中的关键信息的提取;在敏感行为分析阶段,通过对敏感应用程序接口(API)调用进行分类、对输入敏感源列表中已分析过的敏感API调用进行删除,以及对已提取过的敏感路径进行标记的方法来优化IFDS(Interprocedural,Finite,Distributive,Subset)算法,使敏感行为分析结果与隐私政策描述的语言粒度相匹配,并且降低分析结果的冗余,提高分析效率;在一致性分析阶段,将本体之间的语义关系分为等价关系、从属关系和近似关系,并据此定义敏感行为与隐私政策一致性形式化模型,将敏感行为与隐私政策一致的情况分为清晰的表述和模糊的表述,将不一致的情况分为省略的表述、不正确的表述和有歧义的表述,最后根据所提基于语义相似度的一致性分析算法对敏感行为与隐私政策进行一致性分析。实验结果表明,对928个应用程序进行分析,在隐私政策分析正确率为97.34%的情况下,51.4%的Android应用程序存在应用实际敏感行为与隐私政策声明不一致的情况。

关键词： Android IFDS 敏感行为隐私政策自然语言处理

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基于三重扰动和线性组合的批量矩阵乘法可验证计算方案

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网络与信息安全学报 2024年第2期10卷 121-132页

作者：张天彭任志宇杜学绘王海超信息工程大学河南郑州450001

随着云计算、物联网技术的发展,可验证计算作为一种新兴的计算技术得到了广泛的应用。可验证计算在为用户带来便利的同时也存在着安全挑战:数据隐私性、结果可验证性和高效性。目前,矩阵乘法可验证计算方案基本采用稀疏矩阵相乘的加密... 详细信息

随着云计算、物联网技术的发展,可验证计算作为一种新兴的计算技术得到了广泛的应用。可验证计算在为用户带来便利的同时也存在着安全挑战:数据隐私性、结果可验证性和高效性。目前,矩阵乘法可验证计算方案基本采用稀疏矩阵相乘的加密方法来保护数据的隐私性。分析稀疏矩阵加密算法后,发现存在两个挑战:一是行或列公因子泄露原始矩阵行或列数据,二是零元素泄露原始矩阵零元素统计信息。同时,现有方案对云服务器计算结果的验证效率也不理想。针对数据隐私保护挑战,设计的批量矩阵乘法可验证计算方案利用三重扰动加密算法在不增加加解密计算复杂度的同时达到更强的隐私保护效果,其中,通过构造特殊的上或下三角稀疏矩阵加入双重扰动(乘法扰动和加法扰动)来保护行或列数据,通过构造特殊的加法稀疏矩阵加入单重扰动(加法扰动)来保护零元素信息。针对云服务器计算结果验证效率挑战,所提方案利用矩阵线性组合技术实现计算结果的批量验证,验证效率提高了约50倍,并随着矩阵数量的增多而提升。性能分析表明,所提方案基本没有增加客户端加解密开销,并提高了结果验证效率。

关键词：三重扰动线性组合隐私增强效率提升可验证计算

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基于场景感知的访问控制模型

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网络与信息安全学报 2024年第1期10卷 58-78页

作者：单棣斌杜学绘王文娟王娜刘敖迪信息工程大学河南郑州450001

动态访问控制模型是构建大数据动态访问控制系统的理论基础,而现有访问控制模型大多只能满足单一情景下的动态访问控制,无法适应大数据上下文环境变化、实体关系变更和客体状态变迁等多类型动态情景中的访问控制。针对上述问题,在现有... 详细信息

动态访问控制模型是构建大数据动态访问控制系统的理论基础,而现有访问控制模型大多只能满足单一情景下的动态访问控制,无法适应大数据上下文环境变化、实体关系变更和客体状态变迁等多类型动态情景中的访问控制。针对上述问题,在现有访问控制模型的研究的基础上,对大数据动态因素进行分析,提出基于场景感知的访问控制(SAAC,scenario-aware access control)模型。将各类型动态因素转换为属性、关系等基本元素;并引入场景信息对各类组成元素进行统一建模;基于场景信息构建大数据动态访问控制模型,以实现对多类型动态因素、扩展动态因素的支持。设计SAAC模型的工作框架,并提出框架工作流程对应的基于场景感知的访问控制模型规则学习算法和SAAC规则执行算法,以实现访问控制规则自动学习和动态访问控制决策。通过引入非传递无干扰理论,分析并验证了对所提模型的安全性。为验证所提模型访问控制策略挖掘方法的有效性,将SAAC模型与ABAC-L、PBAC-X、DTRM和FB-CAAC等基线模型在4个数据集上进行了实验对比。实验结果表明,SAAC模型及其策略挖掘方法的ROC曲线的线下面积、单调性和陡峭度等指标的结果均优于基线模型,验证了所提模型能够支持多类型动态因素和动态因素扩展,其挖掘算法所得的访问控制规则的综合质量相对较高。

关键词：大数据访问控制动态因素场景无干扰理论

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甲酸/氯化锌法定量分析棉氨纶产品的探讨

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棉纺织技术 2024年第9期52卷 60-63页

作者：刘桂凤郑琰珍张琪杜学慧朱振泰安市食品药品检验检测研究院山东泰安271000 泰安市质量技术检验检测研究院山东泰安271000

针对目前棉氨纶产品检测过程中拆分法费时、费力、检测效率低下,二甲基甲酰胺溶解法测试时间长,测试结果偏差大的问题,采用甲酸/氯化锌溶液对氨纶进行溶解,以便更加准确、快捷地测定棉氨纶产品的混纺比,对溶解温度、溶解时间、棉纤维的... 详细信息

针对目前棉氨纶产品检测过程中拆分法费时、费力、检测效率低下,二甲基甲酰胺溶解法测试时间长,测试结果偏差大的问题,采用甲酸/氯化锌溶液对氨纶进行溶解,以便更加准确、快捷地测定棉氨纶产品的混纺比,对溶解温度、溶解时间、棉纤维的修正系数进行了试验验证,确定最佳的试验参数组合,检测结果与拆分法和二甲基甲酰胺溶解法进行比较,对偏差产生的原因进行了分析,并通过实验室间比对,对测试方法的可行性和再现性进行了验证。结果表明:棉氨纶织物用甲酸/氯化锌法进行定量测试是准确、可行的;试验温度为(50±2)℃、试验时间为25min,该方法溶解时间短、操作简便,准确度与精密度高,再现性良好。

关键词：棉/氨纶纤维含量定量分析甲酸/氯化锌法二甲基甲酰胺法

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多机构身份及属性加密机制综述

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通信学报 2018年第10期39卷 118-129页

作者：杨艳陈性元杜学绘北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 信息工程大学密码工程学院河南郑州450001 密码科学技术国家重点实验室北京100878

多机构身份及属性加密机制已经成为云计算等分布式环境下,实现云服务端数据共享的细粒度访问控制的一个研究热点。在对基本身份及属性加密机制的构造和安全性研究的基础上,分别从层次分级和分布式2种架构方面,对现有多机构身份及属性加... 详细信息

多机构身份及属性加密机制已经成为云计算等分布式环境下,实现云服务端数据共享的细粒度访问控制的一个研究热点。在对基本身份及属性加密机制的构造和安全性研究的基础上,分别从层次分级和分布式2种架构方面,对现有多机构身份及属性加密机制的密钥管理、架构设计、加解密开销、安全性等难点问题,进行了深入探讨和综合对比分析。最后,总结了未来研究趋势以及开放性问题,并给出了一种新趋势的解决思路。

关键词：层次分级IBE 层次分级ABE 分布式ABE 多机构ABE

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基于混合特征的恶意PDF文档检测

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通信学报 2019年第2期40卷 118-128页

作者：杜学绘林杨东孙奕解放军战略支援部队信息工程大学河南省信息安全重点实验室河南郑州450001

针对现有恶意PDF文档在检测方案存在特征顽健性差、易被逃避检测等问题,提出了一种基于混合特征的恶意PDF文档检测方法,采用动静态混合分析技术从文档中提取出其常规信息、结构信息以及API调用信息,并基于K-means算法设计了特征提取方法... 详细信息

针对现有恶意PDF文档在检测方案存在特征顽健性差、易被逃避检测等问题,提出了一种基于混合特征的恶意PDF文档检测方法,采用动静态混合分析技术从文档中提取出其常规信息、结构信息以及API调用信息,并基于K-means算法设计了特征提取方法,聚合出表征文档安全性的核心混合特征,从而提高了特征的顽健性。在此基础上,利用随机森林算法构建分类器并设计实验,对所提方案的检测性能以及抵抗模拟攻击的能力进行了探讨。

关键词：恶意PDF文档混合特征机器学习检测

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