基于属性的可搜索加密方案

2004年,Boneh等人利用匿名的基于身份的加密方案构造了一个公钥可搜索加密方案(PEKS),解决了特定环境下对加密数据进行检索的这一困难问题.已有的可搜索加密方案,通信模式往往是一对一的,关键词密文也只能被特定的单个用户查询或解密,这样的通讯模式在实际的系统中有很多局限性.作者首次给出了基于属性的可搜索方案(ATT-PEKS)的定义和构造算法.此方案与PEKS的不同之处在于基于属性的可搜索方案是适应群组的公钥加密搜索方案,扩大了信息的共享性,节省了第三方信息存储的空间.作者同时对此方案进行了一致性分析和安全性证明.

云计算中基于属性的可搜索加密电子病历系统

电子病历是医学报告在云计算技术迅速发展下的一个重要产物,它的出现方便了医院和患者对病历的管理。然而,患者的相关隐私数据存储在云上,就必然面临着隐私泄露、非法访问等隐患。为保护存储在云端的电子病历数据的私密性,提出了一个基于属性的可搜索加密方案,并给出了它在电子病历系统中的重要应用。与传统的可搜索加密方案相比,本方案降低了多用户环境下密钥管理的难度,且方案中的陷门可以在非安全信道上传输。此外,该方案可隐藏访问结构,具有细粒度访问控制,可根据数据拥有者的请求增加或撤销用户的访问权限。安全性分析表明,该方案保护了关键词的隐私性,可抵抗关键词猜测攻击,能有效防止隐私数据的泄露。关键词陷门匹配算法仅需一次双线性对运算,大大提高了搜索效率。

车载自组网中基于属性的可搜索加密和属性更新

目前,车载自组网(VANET)在汽车行业和研究领域都得到了极大的关注,尤其是在用户的隐私保护方面.雾计算是云计算的延伸,它能够有效的减小网络延迟,其反应性更强.相较云计算,使用雾计算减少了发送到云端和从云端发送的数据量,安全风险也得到了进一步的降低.由于基于密文策略的加密(CP-ABE)适用于存储在云上的数据的细粒度的访问控制以及基于关键字的可搜索加密可以使用户快速查找存储在云服务器上的感兴趣数据和不泄露任何搜索关键字的信息.因此,本文提出了基于属性的可搜索加密和属性更新,它是将基于属性的加密方案和关键字搜索加密方案相结合.该方案支持用户属性更新,不合法车辆用户不会对存储的数据有访问权限,从而实现对不合法车辆用户的撤销.同时它也实现了车-雾-云三者之间的通信,在通信过程中其将部分加密和解密计算外包给雾节点,减少了用户的计算代价.此外,通过性能分析表明了所提方案在功能性和计算复杂度两方面都具有较好的优势.

面向云辅助工业物联网的高效可搜索属性基加密方案

云存储可以有效存储和管理工业物联网生成的海量数据,但缺乏灵活安全的访问控制机制,且上传的加密数据难以高效检索。为解决这些问题,文章提出一种面向工业物联网的高效可搜索属性基加密方案,该方案具有隐私保护、多关键词搜索和数据验证等功能。方案利用对称加密和属性基加密以在线/离线加密方式加密明文,利用异或过滤器和随机秘密值实现部分访问策略隐藏,提高工业数据的安全性。此外,方案基于多项式方程实现支持子集查询的多关键词高效搜索,通过签名加密的方式验证云服务器中数据的完整性。安全性分析表明,该方案在DBDH困难问题假设下可以抵御选择明文攻击。理论分析和仿真实验结果表明,该方案在加密、陷门生成和搜索等阶段与对比方案相比具有更高的效率,功能更全面。

区块链中匿名属性验证可搜索加密方案

为保护数据用户属性隐私,防止属性隐私泄露,提出一种属性基可搜索加密算法。利用对称加密算法对数据拥有者信息进行加密并将加密后的信息上传到星际文件系统;使用属性基可搜索加密算法对数据关键字进行加密并将加密结果上传到区块链中,实现数据密文和关键字密文的分布式存储;使用智能合约实现关键字安全搜索,避免云服务器返回不相关搜索结果。方案的安全性是基于Diffie-Hellman困难性假设,理论分析和实验结果表明,该方案具有较好的用户隐私保护效果和计算开销。

基于区块链的可搜索属性加密技术应用综述

随着信息共享的蓬勃发展,数据隐私安全问题逐渐凸显,催生了区块链技术和可搜索属性加密技术的迅速发展。区块链作为一种去中心化、不可篡改的技术,保障了搜索数据的安全性和完整性,可搜索属性加密技术可以有效地防止非法用户的访问查询。然而随着数据规模和复杂性的增加,出现了检索效率低、查询结果验证复杂、属性权限分发困难等问题。首先,针对以上问题,分别总结了基于区块链的可搜索加密技术、基于区块链的属性加密技术以及基于区块链的可搜索属性加密技术应用的研究现状。其次,对三者之间的优势和侧重点进行了比较分析。最后,重点总结了基于区块链的可搜索属性加密技术在关键字检索、属性权限管理以及数据完整性验证方面的应用,以及所面临的问题和挑战。希望为实现更安全、高效、去中心化的数据存储与共享提供更加安全的技术应用支持。

智能交通系统中具有隐私保护性的属性基可搜索加密方案

针对智能交通系统(ITS)中车载用户出行信息容易被非法盗用、交通系统云端服务器存储的交通数据被恶意用户非法滥用等问题,该文提出一种新的属性基可搜索加密(ABSE)方案,该方案具有隐私保护、密钥聚合和轻量计算等功能。该方案在密钥生成阶段、访问控制阶段和部分解密阶段实现了全隐私保护;将搜索关键字嵌入到访问结构中,在实现部分策略隐藏的同时保证了关键字安全;通过密钥聚合技术,将所有满足搜索条件和访问策略的文件标识聚合成一个聚合密钥,减轻用户的密钥存储负担,保障文件密钥安全的同时进一步保障了数据安全。安全性分析表明,该方案具有隐藏访问结构安全、关键字密文不可区分安全和陷门不可区分安全。理论分析和数值模拟显示所提方案在通信和计算方面的开销是高效且实用的。

一种属性基可搜索加密的医疗数据共享方案

实现医疗数据共享不仅可以避免医疗资源的大量浪费,而且能推动医疗科技创新、提高医疗服务质量。面对爆炸式增长的医疗数据,云服务器凭借其强大的性能成为医疗机构存储数据的首选。出于安全因素考虑,存储在云服务器中的数据通常是经过加密处理的,虽然这样可以保证数据的机密性,但是不利于用户进行后续的数据检索与共享。为解决以上问题,提出一种属性基可搜索加密的医疗数据共享方案。该方案结合区块链技术以及属性基可搜索加密技术,在一对多数据共享场景下实现用户搜索权限的细粒度访问控制,同时解决了因用户属性发生变化而对应的细粒度搜索权限需要及时撤销的问题。此外,该方案还实现了访问策略隐藏以及多关键字可搜索加密,进一步提高了方案的安全性以及密文检索效率。通过安全性证明以及性能分析,结果表明该方案是安全且高效的。

可撤销属性加密的区块链数据访问控制方法

针对区块链数据共享中存在的粗粒度访问控制问题,提出一种基于属性撤销密文策略属性基加密的区块链数据访问控制方法。在现有方案基础上进行改造,引入预解密过程,结合属性撤销列表实现属性实时撤销;基于非对称群下的DBDH困难问题假设进行安全性证明;基于超级账本Fabric进行系统设计,结合星际文件系统采用链上链下存储方式解决区块链容量不足和系统效率问题。实验结果表明,所提方案撤销属性时无需更新密钥密文重复上链,仅需要6次Pairing操作进行预解密和解密,且在大规模属性集下,预解密时间和解密时间平均保持在百毫秒左右的常量级上,实现区块链数据高效、细粒度的访问控制。

基于本地化差分隐私和属性基可搜索加密的区块链数据共享方案

针对传统基于云的数据共享方案依赖可信第三方、只关注数据隐私保护或访问控制问题,提出一种基于本地化差分隐私和属性基可搜索加密的区块链数据共享方案。将区块链和云服务器结合,链上链下协同存储数据,提供高效可靠防篡改的数据共享。首先,引入本地化差分隐私对共享数据进行预处理,保证数据拥有者身份隐私的同时抵御不可信第三方攻击;其次,将可搜索加密技术和属性基加密结合,支持密文检索实现数据隐私保护、为共享数据提供细粒度访问控制;最后,通过安全性、正确性证明及实验分析证明所提方案满足安全目标。

面向连接关键词可搜索加密的查询恢复攻击

为了恢复连接关键词可搜索加密方案中的用户查询,提出了2种针对连接查询可搜索加密方案的攻击方法,分别是交叉泄露攻击和频率匹配攻击。首先,从泄露中提取候选关键词集合;然后,分别利用关键词对结果模式泄露和查询频率信息进行过滤。结果表明,在交叉泄露攻击中,当攻击者仅掌握10%的数据集时,若关键词在空间为100,查询恢复的准确率可高达90%,将关键词空间扩大至1000,攻击者依然能够恢复50%以上的查询;在频率匹配攻击中,即使攻击者仅已知不准确的频率分布信息,也至少可以准确恢复70%的查询。

基于属性图的社区搜索模式及其分类体系

当前在属性图中的社区搜索方法较多、类型繁杂,没有系统的分类方式,约束了社区搜索的应用。为明确属性图社区搜索的类别,对属性图社区搜索分类方法进行研究。首先,首次提出属性图社区搜索模式的概念,深入分析属性图社区搜索模式之间存在的联系,提出属性图社区搜索模式的等价、从属、交叉、全异4种关系;其次,以搜索模式的输入图属性、输出图拓扑结构和各属性图社区搜索模式的实际意义为基础,构建两层分类体系,第1层是由输入属性图相同的模式集合构成的集族,这里的输入属性图包括时序、空间、关键字、权值、空属性图,第2层是由输出图拓扑结构及实际意义定位到的每一个具体的属性图社区搜索模式;然后,针对第2层中每一种模式,给出对应社区搜索算法的对比分析结果;最后,对所有属性图社区搜索模式的特性集中分析。总体而言,属性图社区搜索模式不仅为理解和分析复杂网络结构提供有力工具,也为解决实际问题提供新的视角和方法。

一种基于SHVE的连接查询动态对称可搜索加密方案

对称可搜索加密(searchable symmetric encryption,SSE)因其较高的搜索效率得到了人们的广泛关注.支持连接查询的对称可搜索加密方案可以提高方案的功能性.然而现有大部分连接查询方案不支持对加密数据库的动态更新操作,结合静态对称隐藏向量加密(symmetric hidden vectors encryption,SHVE)的定义,提出支持动态数据更新的动态对称隐藏向量加密(dynamic SHVE,DSHVE)的定义,并在此定义下构造了一种适用于可搜索加密应用场景的DSHVE方案.在此基础上,通过引入基于盲指数计算的不经意动态交叉标签,设计具有前向和后向隐私的向量数据存取结构,构造了支持连接查询的动态对称可搜索加密方案,给出了方案的详细工作过程和正式的安全性分析.理论分析和实验结果表明,连接查询时,该方案能够在不明显增加存储和计算开销的前提下,有效避免泄露匹配文档索引之外的结果特征.同时该方案能够仅通过单轮通信实现连接查询,具有较低的通信开销和较高的搜索效率.

基于格的可搜索公钥加密研究进展

随着数据的爆发式增长和云计算的快速发展,用户对数据安全共享和查询的需求逐渐增加。可搜索公钥加密技术允许资源受限的用户高效地搜索云服务器中存储的加密数据,为云数据安全查询问题提供了一种有效的解决方法。然而随着量子时代的到来,现有密码体制面临巨大的冲击,格密码由于具有可归约到最坏情况困难假设、抗量子攻击、安全性高等优势受到广泛关注。文章从安全性、功能性角度对基于格的可搜索公钥加密技术的研究进展进行综述,首先概述了基于格理论的公钥密码研究进展,介绍了可搜索公钥加密的定义及安全模型。然后重点分析现有格上可搜索公钥加密方案,以攻击手段为出发点对方案的安全性研究进行分析,从通信开销和计算复杂度两方面对方案的算法效率进行对比。最后总结了格上可搜索公钥加密技术的应用场景和未来研究趋势。

面向可变用户群体的可搜索属性基加密方案

为解决属性基加密方案中用户撤销繁琐、密文更新计算开销大的问题,提出一种面向可变用户群体的可搜索属性基加密方案.利用二叉树管理撤销列表,当需要撤销用户时,可信中心只要将其加入撤销列表,并通知云服务器更新部分密文,提高了用户撤销的效率.考虑到利用二叉树实现用户撤销会导致系统中用户数量存在上限,当某个二叉树叶结点所代表的用户被撤销后,只要更新二叉树中设置的随机值,其他用户就可以重复使用该结点.基于配对计算为用户提供密文搜索功能,并保证被撤销的用户无法搜索密文.安全性分析表明,该方案在随机谕言模型下满足选择明文不可区分安全性.性能分析和实验数据表明,该方案相比于同类方案,计算开销更小.

基于区块链免密钥托管的可追踪可撤销属性基加密方案

针对密文策略属性基加密(CP-ABE)方案难以高效地同时满足免密钥托管、策略隐藏、用户追踪和撤销问题,提出一种基于区块链免密钥托管的可追踪可撤销属性基加密方案(BETRABE)。首先,区块链网络中的节点为属性机构,用户只需与区块链网络通过公开信道进行少量通信即可获得解密密钥;其次,融合公钥加密对区块链中存储的用户解密密钥进行加密,用户本地只需存储公钥加密的公私钥;另外,追踪系统中泄露密钥的恶意用户,通过将该用户加入撤销列表和云服务器对密文更新实现恶意用户撤销。此外,使用单向匿名密钥协商协议实现密文访问策略全隐藏,进而更好地保护存储在云服务器上密文的隐私性。基于l-SDH(l-Strong Diffie-Hellman)假设在标准模型下进行安全性验证。实验结果表明,BETRABE极大地减少了密钥生成阶段的通信成本和用户的密钥存储开销,加密和解密时间随着用户属性数增加线性增长,且相较于其他方案拥有较高的解密效率。

任务匹配系统中高效可撤销属性加密方案

针对传统任务匹配系统中数据处理存在的安全隐私和成本开销问题,提出了一种适用于资源有限系统的高效可撤销外包密文策略属性加密方案.通过将传统的加密分为用户离线和在线加密阶段两部分实现快速加密,并将密文外包给云服务器再与区块链建立联系以降低用户计算成本,最后利用变色龙哈希函数更新用户私钥进行属性撤销和用户撤销两类细粒度撤销.最后通过实验表明,该方案与现有可撤销属性加密方案相比,可以抵御密钥泄露和共谋攻击,且具有更低的时间开销.

数字加密艺术品的法律属性及其交易规制

数字加密艺术品是文艺创作加持区块链科技所产生的多要素融合式美学产物,加密技术赋予数字化艺术品版权确定性、交易可追溯、价值变现快等异于传统艺术的商业化特征。数字环境下的加密艺术创作具有跨越版权、物权、虚拟财产权益等传统制度框架的法律属性,需要结合加密艺术品的现实样态与流转效果对其作出准确的法律解释,同时正确认识“数字商品”和“数字作品”之间在权利内容与交易行为上的差异性。针对平台经济衍生出的非同质化权利保护与监管难题,应从网络平台公共性角度规范数字加密艺术品运营相关主体的责任行为。

基于区块链的可搜索加密技术研究综述

在数据外包服务中,为了保护用户隐私和数据安全,数据通常采用密文形式存储于云服务器中。对数据进行加密虽然一定程度上保护了用户数据,但是却带来了用户难以搜索密文中关键字的问题。可搜索加密概念的提出为解决这一问题提供了有效的途径,用户可以直接在加密数据上执行搜索和计算等复杂操作。然而由于不可靠的云服务器等问题,现有的可搜索加密技术仍然存在不支持公平支付、缺乏通用的验证机制和隐私泄露等问题。因此,文中介绍了可搜索加密和区块链两种技术,并讨论了基于区块链的可搜索加密与传统可搜索加密相比的优势;分析和比较了过去两年基于区块链的可搜索加密方案的特点、安全性和效率,并提出了当前方案中的缺陷和未来可能的工作方向。

基于属性加密的联盟区块链数据共享方法

在保证区块链内数据安全的前提下,数据共享的速度通常较慢,为减少数据共享所需时间,基于属性加密算法设计联盟区块链数据共享方法。构建分层访问树,在无密钥托管模式中完成对用户代理加密的分类,使用哈希函数简单处理分层模型;基于属性加密构造数据访问共享模型,定义数据库域值,设置系统公共参数,建立主密钥与公密钥,完成集中式的数据共享管理;设计区块链数据共享算法,依据公钥格式生成用户私钥,完成区块链内的数据共享。分别计算数据共享过程中安全索引、陷门生成、关键字搜索三个步骤的用时,由数据可知,在安全索引与关键字搜索时,属性加密算法的运算效率更高,在陷门生成过程中,属性加密算法的运算效率相对较高。该方法的数据共享总用时为991 ms,共享时间更短,速度更快。