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《西安邮电大学》 2019年
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基于属性加密的云存储安全技术研究

吴阿新  
【摘要】:云计算为数据共享提供了很大的便利,然而,将数据存储到第三方云服务器上时,数据的安全和隐私也受到了很大的威胁。在将数据外包到云服务器之前,对文件进行加密能够很好的解决这个问题。当数据以密文的方式存储时,一个数据拥有者与多个数据使用者之间共享数据将是非常具有挑战性。目前,比较流行的技术是属性加密。属性加密技术虽然能够解决数据的安全共享问题,但是在实际应用中仍然有诸多要考虑的因素。将密文上传到云服务器上时,访问控制策略也会被上传,这会泄露数据用户的隐私;属性加密在加密和解密阶段存在耗时的双线性对和模指数运算;当存储在云服务器上的数据非常多时,云服务器如何快速高效地检索到用户感兴趣的数据;在动态的网络中,如何保证用户离开后的系统安全。为了解决用户属性隐私的泄露和在加密阶段效率低的问题,本文提出了一种高效的具有隐私保护的属性加密方案。首先,在传统的属性加密中,当密文上传到云服务器时,访问控制结构及属性映射函数也将被上传。通过移除属性映射函数来构造属性布隆过滤器,能够将属性隐藏在匿名访问控制结构中。其次,为了快速地生成密文,该方案采用了在线/离线加密技术。在知道要加密的信息之前,数据拥有者做大量的预加密工作,当知道要加密的信息时,能够快速地生成密文,加密的效率将会被提高。另外,由于在初始化算法时未指定全局属性,所以,在全局属性增加时,系统不需要被重新初始化。为了使云服务器能够快速地检索到用户感兴趣的密文和降低数据使用者在本地解密的计算代价,本文提出了一种支持外包解密和多关键字检索的属性加密方案。在提出的方案中,拉格朗日多项式互逆映射被应用来实现多关键字检索。另外,为了提高数据使用者在解密阶段的效率,该方案使用了外包技术。通过将密钥盲化,获得转换密钥,将转换密钥和密文发送给计算服务器,可以得到部分密文;然后,数据用户在本地解密。为了解决云服务器在密文检索的效率及用户离开系统后的安全问题,本文提出了一种支持策略隐藏和关键字检索的属性直接撤销方案。首先,子集覆盖定理被应用来实现属性的直接撤销。在属性被直接撤销后,未被撤销用户的密钥不需要被更新。为了保证离开系统的用户不能解密以前的密文,密文需要被重新更新。其次,利用聚合技术实现关键字的快速检索。关键字检索的时间是恒定的,不会随着属性的数量而增加。最后,采用与门访问控制结构来实现策略的隐藏。当上传密文的同时,访问控制结构不需要被上传,因此可以实现策略隐藏的功能。
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