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云环境下可验证策略更新属性基加密方案研究

云环境下可验证策略更新属性基加密方案研究

作者：苏泽林西南交通大学

学位级别：硕士

云计算技术是近年来快速发展且不断成熟的热点技术,为各行业和个人用户提供了多样的数据存储和管理服务,也极大地改变了数据共享的方式。云服务提供商通过不断的技术迭代提供便捷云产品的同时,也面临着诸多潜在的安全风险。海量云上数... 详细信息

云计算技术是近年来快速发展且不断成熟的热点技术,为各行业和个人用户提供了多样的数据存储和管理服务,也极大地改变了数据共享的方式。云服务提供商通过不断的技术迭代提供便捷云产品的同时,也面临着诸多潜在的安全风险。海量云上数据蕴含巨大的商业价值,容易成为外部攻击和内部窃取的对象。云服务器提供商期望以更加少量的资源提供服务,在追求商业利益最大化的同时也制造了服务质量的不确定性。由于内外部存在着诸多安全风险,云服务提供商无法得到用户的完全信任。因此,为保障云上数据的隐私安全,促进云计算技术安全机制的成熟和完善,采用安全、高效的技术手段设计数据共享和云服务应用方案,已成为学术界的研究热点。基于属性的加密机制提供了以密码学为基础的访问控制方案,适用于数据共享应用场景。属性基加密与云计算技术密不可分,云端提供了密文存储、外包计算、访问策略更新等多种功能。云计算技术在促进了属性基加密实际应用的同时,也引入了其潜在的安全风险和信任问题。因此,研究不可信云环境下支持计算结果验证的高效属性基加密方案,对云计算技术的安全应用具有重要意义。此外,随着医疗数字化进程加速,医疗数据在共享过程中的隐私性和安全性备受业界关注。属性基加密凭借其支持访问控制和机密性保障的特性,在医疗健康数据共享领域受到更多关注。医疗健康数据共享场景在实际应用中通常需要深度结合云计算技术,因此,研究在不可信云环境下轻量级的属性基加密方案,对于保障隐私数据安全,促进我国医疗信息化事业发展,具有重要的实际应用价值。本文以属性基加密方案为基本研究对象,分别对访问策略更新、高效外包计算、密文验证算法和云计算技术的安全应用问题展开研究,主要包括以下内容:针对属性基加密中的访问策略更新效率低、缺乏面向数据拥有者的通用密文验证手段和系统模型依赖可信云服务器的问题,提出了支持策略更新和即时密文验证的外包属性基加密方案。方案将策略更新与外包加密结合,提高策略更新效率,并且设计了面向数据拥有者的高效密文正确性验证算法,以保障系统的数据共享和访问控制功能。在标准模型下证明了方案的安全性。与同类方案的功能分析和性能比较表明,所提方案在策略更新、密文验证效率上具备一定的优势。针对不可信云环境下数据共享场景中云服务器计算结果缺乏可信第三方审计的问题,提出了支持密文审计的多权威机构属性基加密方案。考虑到数据的加密方和使用方的计算能力,设计了基于多权威方案的外包加密和外包解密流程。然后结合密文正确性验证算法,设计了可信的第三方审计中心机构对云服务器的计算结果进行审计,并将审计结果在区块链上记录存证。在随机预言机模型下证明了方案的安全性。与同类方案的功能分析和性能比较表明,所提方案符合不可信云环境下对于轻量级访问控制和可验证性的要求。

关键词：属性基加密密文验证外包计算策略更新云审计区块链

Evacuation of pedestrians from a hall by game strategy update

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Chinese Physics B 2014年第8期23卷 302-309页

作者：王浩楠陈栋盘薇薛郁何红弟 Institute of Physics Science and Engineering Guangxi University Science and Technology Institute of Guangxi Zhuang Autonomous Region Logistics Research Center Shanghai Maritime University

In this paper, a cellular automaton model considering game strategy update is proposed to study the pedestrian evacuation in a hall. Pedestrians are classified into two categories, i.e., cooperators and defectors, and they walk to an exit according to their own strategy change. The conflicts that two or three pedestrians try to occupy the same site at the same time are investigated in the Game theory model. Based on it, the relationship between the pedestrian flow rate and the evacuation time as well as the variation of cooperative proportion against evacuation time is investigated from the different initial cooperative proportions under the influence of noise. The critical value of the noise is found when there is a small number of defectors in the initial time. Moreover, the influences of the initial cooperative proportion and strength of noise on evacuation are discussed. The results show that the lower the initial cooperative proportion as well as the bigger the strength of noise, the longer the time it takes for evacuation.

关键词：疏散时间行人策略更新大厅自动机模型游戏抽气时间比例

Integrating the environmental factor into the strategy updating rule to promote cooperation in evolutionary games

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Chinese Physics B 2012年第1期21卷 529-534页

作者：赵琳周鑫梁治吴家睿 Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale and School of Life Sciences University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China

Many previous studies have shown that the environment plays an important role for social individuals.In this paper,we integrate the environmental factor,which is defined as the average payoff of all a player's neighbours,with the standard Fermi updating rule by introducing a tunable parameter,ω.It is found that the level of cooperation increases remarkably,and that the cooperators can better resist the invasion of defection with an increase in ω.This interesting phenomenon is then explained from a microscopic view.In addition,the universality of this mechanism is also proved with the help of the small-world network and the random regular graph.This work may be helpful in understanding cooperation behaviour in species from unicellular organisms up to human beings.

关键词：环境因素策略更新合作进化过程游戏小世界网络可调参数生物物种

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基于路径及反馈的软件定义网络策略更新方案

计算机应用研究 2016年第5期33卷 1461-1467页

作者：李玲芮李俊常向青刘鹏中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国科学院大学北京100190

软件定义网络(software-defined networking,SDN)虽是具有逻辑集中控制特点的网络架构,但其底层的数据平面依旧是分布式系统,由此产生的策略更新不一致问题将导致数据包的错误处理,进而引起一系列不正确的网络行为。为此,提出了基于路... 详细信息

软件定义网络(software-defined networking,SDN)虽是具有逻辑集中控制特点的网络架构,但其底层的数据平面依旧是分布式系统,由此产生的策略更新不一致问题将导致数据包的错误处理,进而引起一系列不正确的网络行为。为此,提出了基于路径及反馈的策略更新方案,通过对旧流行踪的准确定位来实现新、旧流的并行传输,并基于BP神经网络建立了相应的网络性能反馈模型,根据网络状态动态调节数据包重放时机,旨在确保一致性的同时,获得更加良好的网络性能。MATLAB训练结果以及基于POX、Mininet的仿真实验表明,反馈模型的建立能够准确刻画网络性能的变化,该方案与同类研究相比具有更优良的网络性能、更新效率、通用性、隔离性以及相当低的规则空间消耗。

关键词：软件定义网络 OpenFlow 一致性更新策略更新

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策略半隐藏且支持更新的多机构属性加密方案

西安电子科技大学学报 2018年第2期45卷 122-128,147页

作者：闫玺玺刘媛李子臣汤永利河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003 北京印刷学院信息工程学院北京102600

针对云环境中采用属性基加密机制所引起的隐私泄露和策略更新开销大的问题,提出支持访问策略半隐藏和动态更新的多机构属性基加密方案.该方案采用策略半隐藏方式,将属性分为属性名和属性值两部分,通过对用户的属性值进行隐藏,保护用户... 详细信息

针对云环境中采用属性基加密机制所引起的隐私泄露和策略更新开销大的问题,提出支持访问策略半隐藏和动态更新的多机构属性基加密方案.该方案采用策略半隐藏方式,将属性分为属性名和属性值两部分,通过对用户的属性值进行隐藏,保护用户的所有属性隐私,避免用户的具体属性值泄露给第三方.另外,方案采用线性秘密共享技术,引入动态策略更新算法,支持与、或、非等任何类型的策略更新,减少传统策略更新中的计算和通信开销.经安全性分析证明,该方案在标准模型下满足选择明文攻击安全.通过与其他方案对比,用户密钥大小、密文大小和解密代价均有所优化,更加适用于云环境中需保护用户隐私及支持策略更新的情况.

关键词：属性基加密多机构策略半隐藏策略更新

物联网中基于属性密文策略更新的访问控制研究与实现

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物联网中基于属性密文策略更新的访问控制研究与实现

作者：高福城西安电子科技大学

学位级别：硕士

物联网广泛应用在国民经济和军事领域,感知层存在大量低智能的终端节点(受限IoT设备),感知数据通常存储在第三方云服务器,使其安全面临巨大挑战。基于属性加密体制具有强安全性,支持安全细粒度的访问控制,访问控制策略与属性的数量相关... 详细信息

物联网广泛应用在国民经济和军事领域,感知层存在大量低智能的终端节点(受限IoT设备),感知数据通常存储在第三方云服务器,使其安全面临巨大挑战。基于属性加密体制具有强安全性,支持安全细粒度的访问控制,访问控制策略与属性的数量相关,降低了密钥管理和属性授权的复杂性,适应大规模主体的动态授权。因此,CP-ABE可以应用在物联网系统中。但是,CP-ABE还存在一些问题影响实际应用,主要表现为:属性授权机构的密钥管理和属性授权的工作量大;加密和解密操作需要进行大量的双线性运算,受限IoT设备计算和通信能力有限;IoT设备不在本地保留数据,访问控制策略更新困难。本文基于传统CP-ABE方案,提出适用于物联网安全细粒度可策略更新分层外包的CPABE访问控制方案。针对CP-ABE方案中属性授权机构负担重的问题,引入层次化的属性授权,设计多属性授权机构的模型,通过域属性授权机构分担属性授权和密钥管理,减少了中央属性授权机构的工作量,增强了物联网设备的可扩展性;针对加密解密计算量大的问题,提出了分层外包加解密的方案,设计系统总体框架,引入智能化网关外包加密,将大部分加密计算外包给半可信网关,大部分解密计算外包给半可信云服务器,达到设备间传递的数据都是密文,提升了系统的安全性,并满足受限IoT设备的需求;针对访问控制策略更新困难的问题,采取由IoT设备生成策略更新密钥,策略更新外包给云服务器的方法,但更新过程不会向云服务器泄漏敏感数据。本文方案从数据机密性、细粒度访问控制、防止共谋攻击和安全策略更新等方面进行了安全分析,在双线性映射模型和随机预言机模型下可证明安全。通过与其他技术方案进行功能比较,本文方案在多属性授权机构、外包加密解密、策略更新、适合IoT设备等方面的综合性能优秀。效率分析显示数据加密和解密阶段时间成本小于CFAC、DAAC等方案,策略更新阶段时间成本小于DAAC方案。仿真实验结果显示,本文方案在加密解密阶段优于CFAC方案,策略更新阶段优于DAAC方案。

关键词：物联网 CP-ABE 访问控制安全外包策略更新

适合云存储的访问策略可更新多中心CP-ABE方案

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计算机研究与发展 2016年第10期53卷 2393-2399页

作者：吴光强暨南大学信息科学技术学院广州510632

云存储作为一种新型的数据存储体系结构,近年来得到越来越广泛的应用.大多数用户为了降低本地存储开销、实现数据共享选择将自己的数据上传到云服务器存储.然而,云存储系统存在的安全隐患也引发了社会越来越多的担忧.例如,不完全可信的... 详细信息

云存储作为一种新型的数据存储体系结构,近年来得到越来越广泛的应用.大多数用户为了降低本地存储开销、实现数据共享选择将自己的数据上传到云服务器存储.然而,云存储系统存在的安全隐患也引发了社会越来越多的担忧.例如,不完全可信的云服务提供商可能会窃取用户的数据或让未授权的其他用户访问数据等.因此,对用户数据进行加密并实现数据的访问控制是确保云存储中数据安全的有效方法.基于密文的属性加密(CP-ABE)方案则能够很好地实现安全云存储目标,它允许一个发送者加密数据并设置访问控制结构,只有符合条件的用户才能对数据进行解密.但是,传统CP-ABE方案中存在的密钥泄露等问题制约了属性加密在云存储系统中的应用.针对上述的问题,提出了一个多授权机构支持策略更新的CP-ABE方案,该方案与之前的方案相比,不仅可以通过多授权机构避免密钥泄露问题,同时将策略更新及密文更新过程交给服务器执行,有效地降低了本地的计算开销和数据传输开销,充分利用云存储的优势提供一个高效、灵活的安全数据存储方案,对所提方案进行了安全性证明,并对方案进行了效率分析.

关键词：云存储访问控制基于密文的属性加密多授权机构策略更新

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基于随机策略更新的大数据访问控制方案

内蒙古科技大学学报 2019年第3期38卷 258-264,271页

作者：王静宇高宇内蒙古科技大学信息工程学院

提出了一种基于策略更新的隐私保护方案,该方案利用随机数列使策略矩阵的行元素与列元素分别交换位置,以保证用户每次访问的策略属性矩阵都不同,增加了策略矩阵的安全性,从而有效保护了访问者的私密信息.另外,本方案提出的策略更新算法... 详细信息

提出了一种基于策略更新的隐私保护方案,该方案利用随机数列使策略矩阵的行元素与列元素分别交换位置,以保证用户每次访问的策略属性矩阵都不同,增加了策略矩阵的安全性,从而有效保护了访问者的私密信息.另外,本方案提出的策略更新算法部署在云端,极大地减少了用户端访问数据开销.

关键词：大数据访问控制隐私保护策略更新策略矩阵

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基于相似度计算的ABAC静态策略更新算法

内蒙古科技大学学报 2020年第2期39卷 182-186页

作者：王静宇梁笑宁内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

为了解决ABAC模型中大量策略所带来的系统复杂和冲突问题,提出了一种基于相似度计算的ABAC静态策略更新算法.该算法利用Jaccard相似度计算策略之间的相似度值,根据相似度值对策略集分组,在各组中再次根据相似度值处理冲突策略、删除冗... 详细信息

为了解决ABAC模型中大量策略所带来的系统复杂和冲突问题,提出了一种基于相似度计算的ABAC静态策略更新算法.该算法利用Jaccard相似度计算策略之间的相似度值,根据相似度值对策略集分组,在各组中再次根据相似度值处理冲突策略、删除冗余策略和合并相似度值高的策略.仿真实验结果表明了算法的准确性和有效性,在不影响最终决策的前提下可以较大程度地减少ABAC的策略数量和决策的时间,减轻系统负担.

关键词： ABAC 策略更新 Jaccard相似度