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基于属性集合加密的数据访问控制研究

宋帅峰  
【摘要】:基于密文策略的属性集合加密(Ciphertext-Policy Attribute-Sets Based Encryption,CP-ASBE)使得用户只要拥有特定属性就可获得访问权限,不受物理环境因素的影响,而且能够实现属性的多值分配,是一种适用于云虚拟化环境下对共享数据的细粒度访问控制的更加实用的公钥加密方法。 本文提出一种改进的CP-ASBE访问控制方案,在现有方案基础上引入代理重加密技术,以解决由于用户属性移除而引起的部分权限撤销问题。在属性撤销操作发生时,尤其是用户的部分权限变更时,首先由可信授权中心调用重加密密钥生成算法生成相应属性的重加密密钥,然后,代理服务器经过重加密算法重新计算密文组件,最后,由私钥更新算法更新其他有访问权限用户的私钥。在整个过程中,代理重加密技术保证了不可信第三方无法偷窥到所存储信息的内容以及用户的私钥信息,并且能够实时地计算撤销属性的相应组件,从而实现在部分权限撤销后的密文重加密以及用户私钥更新的计算;同时,大量重加密的计算代价由代理服务器完成,用户方无需参与计算,从而减少用户方计算负担,有效解决了现有方案存在的用户方需要较高计算代价完成重加密计算的问题。 通过对比分析方案的算法的时间计算复杂度,本文的方案在考虑实用性以及计算效率时是较好的选择。在安全性方面,通过分析证明,本方案在标准模型下是抵抗选择明文攻击可证安全的。为了进一步验证方案的效率,通过在虚拟机上搭建实验平台以及配置所需的工具包,构建了方案所需的模拟实验环境。而最终的模拟实验结果表明,对比现有CP-ASBE访问控制方案,在进行部分权限撤销操作时,本文方案有较好的计算效率,而且能够使得用户方在整个过程中具有较小的计算代价。


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