云存儲的迅速發(fā)展加速了信息的共享和使用,為用戶提供了高效、便捷、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。然而,由于云服務(wù)提供商并不完全可信,其對用戶的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)提出了極大的挑戰(zhàn)。本文主要對云存儲中數(shù)據(jù)的存儲安全、共享安全、完整性等問題展開研究,結(jié)合密碼技術(shù)有效地解決如何在保證用戶數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性的同時(shí),實(shí)現(xiàn)安全高效訪問的問題。本文的研究工作主要包括以下內(nèi)容:1.針對現(xiàn)有基于身份加密(IBE)的數(shù)據(jù)共享方案中用戶私鑰對私鑰生成器(PKG)完全透明且計(jì)算復(fù)雜度較高的問題,結(jié)合IBE和分割私鑰的方法,提出了一種高效的基于身份的代理重加密方案,實(shí)現(xiàn)了安全的數(shù)據(jù)共享機(jī)制。在該方案中,PKG僅為用戶生成部分密鑰,這確保了用戶的數(shù)據(jù)機(jī)密性和隱私安全。其在隨機(jī)預(yù)言模型下基于判定雙線性Diffie-Hellman(DBDH)假設(shè)是可證明安全的。此外,該方案可以抵御共謀攻擊并支持用戶撤銷。與現(xiàn)有的方案比較,其具有較低的計(jì)算復(fù)雜度。2.針對現(xiàn)有基于身份的代理重加密方案不支持撤銷和計(jì)算復(fù)雜度高的問題,結(jié)合約束偽隨機(jī)函數(shù)(PRF)和密鑰同態(tài)PRF的特性,構(gòu)建了一種安全高效的代理重加密方案。在該方案中,數(shù)據(jù)擁有者通過基于身份的密鑰交換協(xié)議來驗(yàn)證請求者身份并分發(fā)解密密鑰。同時(shí),代理重加密方案用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和密文更新。該方案實(shí)現(xiàn)了安全細(xì)粒度訪問控制,且能保證共享密鑰的機(jī)密性和抵抗共謀攻擊。此外,與現(xiàn)有一些方案相比,其具有較低的計(jì)算復(fù)雜度和通信成本。3.在傳統(tǒng)密文策略的屬性加密(CP-ABE)方案中,受信任的中央授權(quán)機(jī)構(gòu)被用來管理屬性和分發(fā)密鑰。針對中央授權(quán)機(jī)構(gòu)易遭受攻擊和工作負(fù)荷較大的問題,提出了一種安全可撤銷的多授權(quán)機(jī)構(gòu)密文策略的屬性加密(MA-CP-ABE)訪問控制方案,請求者只需少量計(jì)算即可解密密文。并且證明了提出的MA-CP-ABE方案在標(biāo)準(zhǔn)模型下基于判定q-BDHE(q-parallel bilinear Diffie-Hellman exponent)假設(shè)能夠抵抗授權(quán)機(jī)構(gòu)的靜態(tài)破壞攻擊。理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明,與現(xiàn)有一些方案相比,該方案具有較低的通信成本和計(jì)算復(fù)雜度。4.針對現(xiàn)有數(shù)據(jù)完整性審計(jì)方案在標(biāo)簽生成階段的計(jì)算復(fù)雜度較高且不支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)操作的問題,引入可信任的代理服務(wù)器和一種新的認(rèn)證結(jié)構(gòu),提出了一種安全高效的動(dòng)態(tài)完整性審計(jì)方案。該方案結(jié)合Merkle哈希樹和B*樹給出了一種新的認(rèn)證結(jié)構(gòu)MHB*T,提高了數(shù)據(jù)檢索效率且支持動(dòng)態(tài)操作。其在隨機(jī)預(yù)言模型下基于離散對數(shù)問題和雙線性群中的計(jì)算Diffie-Hellman問題假設(shè)能夠抵御偽造攻擊。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方案具有可靠的安全性、較低的通信開銷和計(jì)算復(fù)雜度,適用于資源受限的移動(dòng)用戶。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP333;TN918.4

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本文編號：2815707