云存儲(chǔ)系統(tǒng)中屬性基加密的訪問(wèn)控制方案研究.pdf

1、云計(jì)算作為一種新興的分布式計(jì)算模式，具有按需自助服務(wù)、資源共享、多種網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于企業(yè)及機(jī)構(gòu)。中小型企業(yè)通過(guò)借助云計(jì)算平臺(tái)外包計(jì)算及存儲(chǔ)企業(yè)數(shù)據(jù)，從而減少企業(yè)用于采購(gòu)計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)施的成本。另外，云存儲(chǔ)服務(wù)作為云計(jì)算中的主要服務(wù)，廣泛地受到人們的青睞。隨著互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)網(wǎng)的普及，人們使用云存儲(chǔ)服務(wù)變得非常便利，可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)。與此同時(shí)，云存儲(chǔ)服務(wù)的安全性同樣引起了學(xué)術(shù)界及企業(yè)界的重視。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，云存儲(chǔ)服務(wù)提

2、供商并不是完全可信的;隨著大量的敏感數(shù)據(jù)外包到云存儲(chǔ)服務(wù)器，而難以確保云存儲(chǔ)服務(wù)提供商是否會(huì)因?yàn)樽陨砝娑孤队脩舻臄?shù)據(jù)。雖然可以通過(guò)對(duì)敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后再外包到云存儲(chǔ)服務(wù)器，但是訪問(wèn)數(shù)據(jù)的用戶可能來(lái)自不同的機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致密鑰分配十分困難，從而不利于數(shù)據(jù)的共享。另外，近年來(lái)隨著移動(dòng)終端的普及，用戶使用移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)變得非常流行;但是，移動(dòng)設(shè)備的電力資源有限，尋求高效的密文訪問(wèn)控制技術(shù)追在眉睫。因此，為了保護(hù)云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全，高效靈

3、活的云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制方案仍是云存儲(chǔ)服務(wù)中必須關(guān)注的重要問(wèn)題。
　　密文策略屬性基加密方案是傳統(tǒng)公鑰加密體制中的一種，是實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)服務(wù)密文訪問(wèn)的主要技術(shù);其具有傳統(tǒng)公鑰加密體制中不存在的一對(duì)多訪問(wèn)特點(diǎn)，能夠很好地應(yīng)用于密文的云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制。另外，存在的多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密機(jī)制可以允許不同機(jī)構(gòu)的用戶共享同一個(gè)數(shù)據(jù)，方便了系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)充。雖然屬性基加密機(jī)制具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是不能直接應(yīng)用于云存儲(chǔ)服務(wù)中，其中最主要的難題是訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的隱

4、藏;當(dāng)用戶外包密文到云存儲(chǔ)服務(wù)器時(shí)，密文中嵌入的訪問(wèn)結(jié)構(gòu)是以明文的形式存在，泄露了用戶的屬性隱私。另外，為了使屬性基加密機(jī)制能夠應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備，減少其加密解密的計(jì)算代價(jià)變得非常重要。
　　本文主要圍繞了多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制中的問(wèn)題展開(kāi)了研究。工作主要在于:
　　首先，描述了云計(jì)算的特點(diǎn)、架構(gòu)及服務(wù)類型，并對(duì)云存儲(chǔ)服務(wù)中存在的安全問(wèn)題進(jìn)行了介紹。另外，概述了云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的屬性基加密方案研究現(xiàn)狀，并分析了它們的

5、優(yōu)缺點(diǎn)，提出了進(jìn)一步設(shè)想。
　　其次，研究了多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密訪問(wèn)控制方案中訪問(wèn)結(jié)構(gòu)泄露及用戶撤銷的問(wèn)題。針對(duì)云存儲(chǔ)服務(wù)器可以利用訪問(wèn)結(jié)構(gòu)中屬性信息推斷出加密數(shù)據(jù)的價(jià)值，并且能夠識(shí)別用戶身份的安全問(wèn)題，本文結(jié)合單向匿名密鑰協(xié)議及屬性版本控制等技術(shù)提出了策略隱藏的多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密方案。數(shù)據(jù)擁有者通過(guò)混淆訪問(wèn)結(jié)構(gòu)中的屬性值，來(lái)保證訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的安全，從而抵抗云存儲(chǔ)服務(wù)器獲取訪問(wèn)結(jié)構(gòu)中的敏感信息;另外，當(dāng)用戶撤銷時(shí)，未撤銷用戶需要及時(shí)

6、更新包含用戶撤銷屬性的私鑰和密文，從而保證密文和用戶私鑰中屬性版本一致，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的前向安全性。
　　第三，研究了應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備的多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性加密方案訪問(wèn)控制方案。針對(duì)現(xiàn)有多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密方案中加密和解密計(jì)算代價(jià)過(guò)高，不利于部署到移動(dòng)云存儲(chǔ)系統(tǒng)中;通過(guò)把解密外包到云存儲(chǔ)服務(wù)器，減少計(jì)算開(kāi)銷，但并不能保證解密結(jié)果正確性等問(wèn)題。本文結(jié)合在線-離線和可驗(yàn)證外包解密技術(shù)提出了高效可驗(yàn)證的多授權(quán)機(jī)構(gòu)屬性基加密方案。方案把加密過(guò)程分為