發(fā)布時間：2020-09-09 22:09

　　 隨著云計算的高速發(fā)展,越來越多的用戶或企業(yè)習(xí)慣于將數(shù)據(jù)存儲到云端。由于數(shù)據(jù)異地存儲和云服務(wù)器不完全可信的隱患,最簡單的辦法就是將數(shù)據(jù)加密,然后再發(fā)送給云服務(wù)器。加密雖然能夠提供數(shù)據(jù)的機密性,但是卻不利于密文數(shù)據(jù)的安全共享和檢索。利用密文策略的屬性基可搜索加密體制不但支持密文搜索,還能夠為搜索用戶制定細(xì)粒度的訪問授權(quán),所以非常適用云存儲環(huán)境中一對多的密文檢索場景。由于訪問結(jié)構(gòu)需要隨著關(guān)鍵詞密文一同發(fā)送給服務(wù)器,但在醫(yī)療等一些安全性要求較高的場景中,訪問結(jié)構(gòu)本身就包含敏感信息,而且簡單的訪問結(jié)構(gòu)也很難滿足日益復(fù)雜的云存儲環(huán)境。另外,在基于屬性的可搜索加密中,用戶的屬性集可以代表用戶的身份,因此用戶在搜索時提交的屬性集也可以看成用戶身份信息的泄露。因此本文在已有的基于屬性的可搜索加密方案的基礎(chǔ)上,主要圍繞了實現(xiàn)復(fù)雜訪問控制策略的隱藏和搜索者的屬性集匿名,提出了三個方案。主要貢獻(xiàn)如下:(1)提出了一個策略隱藏的屬性基可搜索加密方案。傳統(tǒng)的策略隱藏的屬性基可搜索加密方案僅支持與門訪問結(jié)構(gòu),無法實現(xiàn)復(fù)雜的訪問控制策略。訪問控制樹能夠表達(dá)復(fù)雜的訪問控制策略,但很難隱藏。我們通過對訪問控制樹的改進(jìn)和利用構(gòu)造與門結(jié)構(gòu)的思想實現(xiàn)了策略的部分隱藏。如果搜索者是授權(quán)用戶,云服務(wù)器只知道搜索者屬性集,不知道滿足訪問控制策略的其他任何授權(quán)屬性信息,從而實現(xiàn)了策略的部分隱藏。最后在一般群模型下給出了本方案的形式化安全證明。(2)提出了一個匿名的屬性基可搜索加密方案。在安全性更高的場景中,除了把訪問控制策略看成敏感信息,搜索者的屬性集也需要保密。因此在對屬性進(jìn)行分類的前提下,我們利用多項式方程構(gòu)造了一個匿名的屬性基可搜索加密方案。不但做到了策略的完全隱藏,還實現(xiàn)了搜索者屬性集的隱藏,即搜索者的匿名。因此云服務(wù)器除了知道搜索者是否是授權(quán)用戶,不知道搜索者的屬性集和訪問樹的任何授權(quán)屬性信息,實現(xiàn)了策略的完全隱藏和搜索者的匿名。同樣,在一般群模型下給出了本方案的形式化安全證明。(3)提出了一個可證明安全的屬性基可搜索加密方案。除了訪問控制樹,線性秘密共享方案訪問結(jié)構(gòu)也可以表達(dá)復(fù)雜的訪問控制策略。我們通過屬性分類和合數(shù)階雙線性群構(gòu)造了一種具有策略部分隱藏功能和提供搜索者匿名性的屬性基可搜索加密方案。由于之前的兩個方案只達(dá)到選擇性安全,即攻擊者在攻擊之前要聲明攻擊的目標(biāo)。雖然合數(shù)階雙線性群具有較低的運算開銷,但在證明過程中,我們可以結(jié)合Waters的對偶加密的思想,在標(biāo)準(zhǔn)模型下給出本方案的形式化安全證明。
【學(xué)位單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP309.7
【部分圖文】：

邐／邋Ｔｈ＝２邋＼逡逑ｚ邋NBNBＸｖ逡逑上、上．：１邐（＿N．逡逑圖２－１訪問結(jié)構(gòu)樹構(gòu)造逡逑現(xiàn)在我們定義一個函數(shù)Ｆ，若ＦＭｔｔｓ，ｒｖ）邋＝邋ｌ，則表明屬性集Ｚｔｔｓ滿足子樹７；所代表逡逑的訪問控制策略。ｆ0４ｔｔｓ，：ｒｖ）可以通過以下方式迭代計算：逡逑（１）邐ｖ是葉子節(jié)點：如果ａｔｔ（ｖ）邋ｅ邋ｙ４ｔｔｓ，＝邋１，否則ＦＣＡｔｔｓ，？＾）邋＝邋０。逡逑（２）

邐第２章預(yù)備知識（３）陷門生成算法Ｔｏ／ｃｅｎ（ＳＸ，ｕ／＇）邋—ｔ／ｃ：邋ｒｏｆｃｅｎ算法輸入數(shù)據(jù)搜索者的私鑰ＳＫ、要搜的關(guān)鍵詞ｗ＇，輸出陷門信息伙。逡逑（４）搜索算法５ｅａｎ±（ｔｆｃ，ＣＤ－＞邋｛０，１｝：邋Ｓｅａｒｃｈ算法輸入陷門信息ｔ／ｃ、關(guān)鍵詞密文Ｃ７若關(guān)鍵詞密文滿足陷門，則搜索成功，并返回搜索結(jié)果，否則返回０。逡逑正確性約束：上面算法組成的ＰＥＫＳ方案必須滿足正確性約束，對于任意的關(guān)鍵ｗ，若逡逑ｒ邐ｆ邋１，邋ＣＴ邋＝邋Ｇｅｎｌｎｄｅｘ（ｗ，邋ＰＫ）且邋ｔｋ邋＝邋Ｔｏｋｅｎ〔ＳＫ，ｗ）逡逑Ｓｅａｒｃｈ（ｔｋ，邋ＣＴ）邋＝邐（２－１０，邐否則逡逑ＰＥＫＳ方案的工作流程如圖２－２所示。逡逑

３．３方案設(shè)計逡逑方案設(shè)計的基本思路是：每一個關(guān)鍵詞密文和每一個陷門都包括兩部分，一部分和逡逑關(guān)鍵詞有關(guān)，另一部分和屬性或者和訪問結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果屬性滿足訪問結(jié)構(gòu)，那么云服逡逑務(wù)器就可以執(zhí)行接下來的搜索匹配操作。為了實現(xiàn)訪問控制策略的隱藏，按照以上的方逡逑式改造訪問控制樹，并將改造后的訪問控制樹隨著關(guān)鍵詞密文一同上傳到云端。由于改逡逑造后的訪問控制樹沒有葉子節(jié)點，失去了對訪問控制策略的表達(dá)能力，不能代表訪問結(jié)逡逑構(gòu)，所以實現(xiàn)了訪問控制策略的隱藏。本方案通過在每一個末端內(nèi)部節(jié)點上計算和所有逡逑屬性有關(guān)的密文分量，另外生成和系統(tǒng)中的所有屬性有關(guān)的屬性私鑰，其中根據(jù)用戶屬逡逑性的有無來控制私鑰頒發(fā)的不同。最后提交陷門后，可以通過陷門和每一個末端內(nèi)部節(jié)逡逑點下的密文組件進(jìn)行配對運算，若得到的運算結(jié)果通過云服務(wù)器的驗證，說明該節(jié)點的逡逑秘密值正確恢復(fù)，然后再通過訪問控制樹的內(nèi)部結(jié)構(gòu)恢復(fù)根節(jié)點的秘密值，最后進(jìn)行關(guān)逡逑鍵詞匹配過程。由于服務(wù)器進(jìn)行搜索匹配時，知道搜索者的屬性集，若搜索者是授權(quán)用逡逑戶，會泄露訪問結(jié)構(gòu)的一部分信息，所以本方案只達(dá)到了策略的部分隱藏。值得注意的逡逑是，本方案只考慮關(guān)鍵詞加密，沒有考慮文件的加密。逡逑３．３．１

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本文編號：2815535