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应用数学进展 2021年第4期10卷 1387-1402页

作者：杨善慧侯金秋彭长根张小玉贵州大学数学与统计学院公共大数据国家重点实验室贵州贵阳贵州大学密码学与数据安全研究所贵州贵阳贵州大学计算机科学与技术学院贵州贵阳

基于密文策略的属性代理重加密方案可以同时实现灵活的访问控制和云端密文共享功能。但现有的属性代理重加密方案多以双线性映射构造而成,面临着加解密运算效率低的问题。为解决上述问题,本文提出一种新的加密方案:离线/在线的可验证外... 详细信息

基于密文策略的属性代理重加密方案可以同时实现灵活的访问控制和云端密文共享功能。但现有的属性代理重加密方案多以双线性映射构造而成,面临着加解密运算效率低的问题。为解决上述问题,本文提出一种新的加密方案:离线/在线的可验证外包属性代理重加密方案(offline/online attribute-based proxy re-encryption with verifiable outsourced decryption, VF-OO-ABPRE)。基于已有的外包解密属性加密方案,利用离线/在线加密技术,对加密算法进行改进,提高加密效率,结合代理重加密的思想,实现密文共享。同时将解密工作外包给云服务商,并且能够快速地验证外包解密计算结果的正确性。理论分析表明本方案在随机预言机模型中满足选择明文攻击的不可区分安全性,并且提供了外包的可验证性证明,同时能抵抗共谋攻击。

关键词：属性代理重加密离线/在线加密外包可验证可证明安全

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抗共谋攻击的多授权电子健康记录共享方案

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电子学报 2023年第5期51卷 1179-1186页

作者：王经纬吴静雯殷新春扬州大学信息工程学院江苏扬州225127 扬州大学广陵学院江苏扬州225128 广东省信息安全技术重点实验室广东广州510275

为解决属性基加密方案中用户权限变更不灵活以及无法抵抗共谋攻击的问题,本文提出一种抗共谋攻击的多授权电子健康记录共享方案.采用版本控制的方式实现属性撤销,属性授权中心为非撤销用户提供更新密钥并更新密文,而没有更新密钥的用户... 详细信息

为解决属性基加密方案中用户权限变更不灵活以及无法抵抗共谋攻击的问题,本文提出一种抗共谋攻击的多授权电子健康记录共享方案.采用版本控制的方式实现属性撤销,属性授权中心为非撤销用户提供更新密钥并更新密文,而没有更新密钥的用户将无法继续获取数据.为了保证数据访问的效率,系统将大部分计算外包至云服务器执行.此外,所有属性授权中心需要生成各自的公私钥对以抵抗共谋攻击.本方案在随机谕言模型下满足选择明文攻击不可区分安全,与其他多中心方案相比,功能更加实用且解密开销至少降低了45.9%.

关键词：属性基加密多授权中心抗共谋攻击属性撤销外包解密外包可验证

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基于区块链和CP-ABE的安全可验证数据共享技术研究

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作者：钟金荣齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着物联网和云计算等新一代信息技术的兴起与发展,许多用户将物联网设备产生的海量数据外包到公有云中存储并共享。用户在享受便捷云服务的同时,也面临着新的安全挑战。一是数据安全问题,用户数据外包云存储会造成数据的所有权和管理... 详细信息

随着物联网和云计算等新一代信息技术的兴起与发展,许多用户将物联网设备产生的海量数据外包到公有云中存储并共享。用户在享受便捷云服务的同时,也面临着新的安全挑战。一是数据安全问题,用户数据外包云存储会造成数据的所有权和管理权分离,存在着数据泄露和未经授权的非法访问等安全风险;二是云服务器的可信性问题,第三方云服务器可能为了利益删除或篡改用户存储的数据。为了保障共享数据的安全性,用户通常将数据加密之后再进行外包存储。对称加密和传统的公钥加密技术虽然能够保障数据的机密性,但它们只能实现一对一的加密数据共享,且存在着密钥管理开销大和密钥泄露等问题。以密文策略的属性基加密(Ciphertext Policy Attribute-Based Encryption,CP-ABE)为代表的属性基加密技术能够在保障数据机密性的同时提供一对多的细粒度访问控制,具有较高的安全性。虽然传统属性基加密技术能够保障数据安全,但在实际应用过程中仍然面临隐私保护不全面和计算开销较大等问题。首先,访问策略显式存储会泄露用户的隐私;其次,物联网终端设备电池容量和计算资源有限,难以承担加解密过程中的高计算开销;第三,传统单授权机构的属性基加密方案在分布式的大规模应用场景中存在单点故障和性能瓶颈;第四,泄露密钥的用户身份追踪困难;第五,不完全可信的云服务器可能会篡改密文数据或者返回错误的计算结果。针对上述问题,本文面向云计算和物联网协同的实际应用场景,基于区块链和CP-ABE技术,提出三个数据共享方案,具体如下:(1)针对传统CP-ABE方案中显式存储的访问策略暴露用户隐私和物联网设备资源受限的问题,基于区块链,提出一种支持策略隐藏的高效率CP-ABE方案。首先,通过将显式存储的访问策略部分隐藏,来保护用户隐私;其次,引入了在线/离线加密和外包解密机制提高终端用户的计算效率;第三,利用区块链防篡改的特性,实现对云服务器存储的密文数据的完整性验证。(2)针对现有策略隐藏CP-ABE方案多基于合数阶群构建和认证困难的问题,基于区块链,提出一种支持策略隐藏和可信认证的CP-ABE方案。首先,使用素数阶群替代合数阶群构建CP-ABE方案,以提升方案的运算效率;其次,在解密阶段之前添加了一个由智能合约执行的访问权限认证阶段,仅需少量计算就能判定用户是否拥有解密权限,区块链中自执行的智能合约能够保证认证结果的可信性;第三,在引入在线/离线加密和外包解密的基础上,引入在线/离线密钥生成机制,能够有效提升终端用户的注册和加解密效率。(3)针对现有CP-ABE方案中单授权机构、泄露密钥用户追踪困难、终端用户资源受限等问题,基于区块链,提出一种支持外包验证与追踪的多授权CP-ABE方案。首先,引入多授权机构提高扩展性;其次,将用户的身份与属性密钥绑定,有效防止用户共谋攻击,且能够根据滥用的密钥追踪到恶意用户;第三,将加密阶段和解密阶段的大部分计算外包给云服务器,最大限度地减轻用户计算负担,并利用智能合约实现对云服务器返回结果的可信验证。

关键词：数据共享区块链 CP-ABE 外包可验证策略隐藏

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