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可验证外包属性加密的研究

段阳阳  
【摘要】:众所周知云服务器拥有强大的存储能力和计算能力。用户不仅可以将数据存储在云服务器上,还可以将计算量大且复杂的计算外包给云服务器。数据拥有者通过使用属性加密方案,将数据加密后存储在云服务器上,降低了本地存储成本,有效、安全地实现了数据共享。由于属性加密方案的解密算法效率较低,那么如何将部分解密操作外包给云服务器?由于云服务器并非完全可信的,那么如何有效验证云服务器外包解密操作的正确性?因此,研究和建立云环境下可验证的外包解密属性加密方案具有重大的理论意义和应用价值。本文首先分析了LW的KP-ABE方案,指出该方案中解密成本随着访问策略的复杂程度和属性集合个数的增加而呈线性增长的缺点。然后,针对以上不足,本文借鉴Lai等人方案的思想,提出了一种可验证的外包解密属性加密方案,并在RCCA模型下证明了提出的方案是选择明文安全的。提出的方案使用密钥盲化技术将用户私钥分成两部分:转换密钥和恢复密钥。云服务器在获得转换密钥和外包解密请求后执行部分解密操作,从而实现了外包解密的功能;通过对每个密文添加一个随机消息的密文和一个检验值,完成了对云服务器是否正确执行外包解密操作的验证。与原方案相比,提出的方案不仅将用户本地解密时间由原来的线性增长降为常数,而且可以检验云服务器执行外包解密操作的正确性。虽然提出的第一个方案实现了外包解密和可验证的功能,但是密文长度增加为原来的两倍。基于Qin等人的密钥封装机制,本文提出了一种改进的可验证的外包解密属性加密方案。因此,改进的方案采用密钥封装机制,在加密算法的输出结果中增加一个验证密钥,用来检验云服务器外包解密操作的正确性。与已有方案相比,改进方案不仅可以降低用户本地的计算量以及检验云服务器执行外包解密操作的正确性,而且还不会增加密文长度。


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