移动云计算环境中基于代理的可验证数据存储方案

现有云计算可验证数据存储协议无法直接应用于终端存储和计算能力有限的移动计算环境。针对该问题,提出移动计算环境下基于代理的可验证云存储协议,在终端和云服务器之间引入一个半可信的安全计算代理,利用代理来帮助移动终端用户完成计算密集的操作,从而使得可验证数据存储方案可用于移动计算环境。提出一个具体的可验证数据存储协议,形式化证明了所提协议满足随机预言机模型下的选择明文攻击(CPA)安全,量化分析结果表明协议设计适用于移动计算环境,符合设计目标。

可有效更新的低存储开销公共可验证数据库方案

围绕外包数据的计算效率和查询结果完整性问题,展开对可验证数据库的研究,提出了一个可有效更新的低存储开销公共可验证数据库模型.给出其算法形式化定义及安全模型,并利用素数阶双线性群构造了一个具体的可有效更新的低存储开销公共可验证数据库方案.该方案允许资源受限的客户将大型数据库外包到专业数据库服务提供商,不仅可以从其查询或更新数据记录,而且能够检测并验证所查询数据的完整性.方案的安全性可以规约为Square-CDH问题假设.与已有方案相比,该方案基于素数阶双线性群,提高了计算效率,并在初始化阶段构造了独立于数据库大小的公共参数,减小了客户的存储开销.同时,方案验证无需私钥参与,从而实现了公共可验证.此外,该方案不仅支持对数据进行修改,还支持对数据的插入及删除操作.性能分析表明,该方案满足客户查询、更新和验证等操作开销独立于数据库大小.

隐私保护的高效可验证数据流协议

可验证数据流(verifiable data streaming,VDS)协议使得资源有限、计算能力不足的用户将爆炸式增长的数据外包到不完全可信的云服务器上,任意用户可以检索特定位置的数据并公开验证结果的正确性,不仅可以防止云端服务器篡改数据内容和对应位置,还允许数据拥有者有效更新已经外包的数据.然而,已有的可验证数据流协议没有考虑外包数据的隐私性,且用户添加新数据的复杂度与已存储数据的规模成对数关系,难以满足一些应用场景中对低延时和隐私保护的需求.本文构造了一个基于对称加密体制的新型变色龙认证树,对数据流先加密再存储,以此来保证数据的隐私性;依据通用的构造范式提出了新的支持隐私保护的高效可验证数据流协议,使得添加数据的计算开销达到了常量级,与已外包存储数据的规模无关.安全性和性能分析表明,所提出可验证数据流协议在标准模型下满足相应的安全性定义,且在隐私保护和计算开销方面具有优势.

一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案

在可搜索加密应用于实际场景的过程中,大部分方案仅验证搜索结果而不是数据库,只能确保返回所有匹配的文件标识符,而不能对文档的完整性进行检查.本文提出了一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案(attribute-based searchable encryption with verifiable database,VDB-ABSE),兼具属性管理和可验证性.该方案构建了一个可验证数据库VDB,能够为用户提供搜索结果的证明.当数据使用者在使用关键词查询文件时,云存储平台先进行关键词的搜索,再通过二维线性表进行属性识别,匹配该属性权限下可以访问的数据集.云平台在搜索完成后将相应的文件和证明一起反馈给数据使用者,数据使用者可以对搜索结果进行验证,保证基于属性的可搜索加密方案的可验证性.通过实验分析和与现有方案进行对比,VDB-ABSE方案更具有优势.

基于变色龙哈希和可验证秘密共享的联盟链修改方法

区块链具有去中心化、不可篡改、可追溯等特征。现有的联盟链系统在数据上链后会全程留痕,当出现敏感信息或恶意数据时无法处理,或处理后区块链分叉、中断。针对这些问题,提出一种基于变色龙哈希和可验证秘密共享的联盟链数据修改方法。首先,把变色龙哈希的陷门再分配给身份节点,从而将发起修改者与实际修改者进行隔离;其次,为保证再分配值的正确性,将不同时间周期变色龙哈希所对应的数据设为可验证数据,用验证节点上传承诺到可验证数据,并用提案节点通过承诺验证秘密共享值;最后,为防止节点作恶,提出基于奖励金机制的数据纠正方法提高节点纠正作恶的积极性,降低作恶的可能。在中山大学区块链与智能金融研究中心InPlusLab开发的DApps数据集上进行实验的结果表明:当恶意节点数30个时,所提方法相较于用传统变色龙哈希修改联盟链数据的方法在处理恶意节点的效率方面提高了44.1%;当恶意数据量达到30条时,在处理恶意数据的时间上缩短了53.7%。

一种面向联盟链的链下数据可验证查询方法

传统的区块链技术受到共识算法、区块在全网广播的速度等条件的限制,导致区块链的吞吐量性能无法和传统数据库性能相比。文中提出一种面向链下的数据可验证查询方法,将区块链上区块内数据存储在链下数据库中。采用Hyperledger Fabric作为区块链平台,使用Reids作为链下数据库存储区块数据,结合MPT树实现链下数据的查询可验证。通过实验验证了该方案可以实现区块链查询,性能接近数据库查询性能,并且保证了链下数据和链上数据的一致性,以及查询数据的可验证性。

通信网络数据云存储数据库可验证密文检索研究

云端数据加密在保障数据安全的同时,也给数据检索工作带来了困难。为此,提出一种通信网络数据云存储数据库可验证密文检索方法。首先分析云存储数据库加密形式,选取字符型数据作为加密检索对象;然后预处理字符型数据,建立密文索引结构,再对用户检索词进行处理,包括去停用词、查询切分、查询扩展、检索词加密等过程,最后通过计算密文检索词块和字符型数据文档密文索引之间的相似匹配度来实现密文检索。对比结果表明应用所提出的方法,密文检索精度更高,检索时间更短,检索效率更高。

全委托的公共可验证的外包数据库方案

为解决可验证外包数据库方案存在的预处理阶段开销较大及不支持公共可验证的问题,提出了一个全委托的公共可验证的外包数据库模型.给出了模型的架构及交互流程,对模型进行了形式化定义,并给出了模型的正确性定义和安全性定义.利用双线性映射及可验证外包模幂运算协议,构建了一个全委托的公共可验证外包数据库方案,且给出了各个算法的详细描述,证明了方案的正确性和安全性.其安全性可规约为BDHE(bilinear diffie-hellman exponent)难题.与现有方案及不进行全委托计算的方案相比,全委托的公共可验证的外包数据库方案基于可验证外包模幂运算,将大量模幂运算外包给云处理,减小了数据拥有者的开销.理论与实验分析表明:该方案数据拥有者在预处理阶段所需的代价更低,效率更高,适于实际应用.此外,验证过程无需私钥参与,实现了公共可验证.