基于樹訪問結(jié)構(gòu)的MA-ABE方案和安卓系統(tǒng)分析.pdf

1、云計算可以提供多項服務(wù)，這些服務(wù)主要分為三種服務(wù)模式，分別為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件及服務(wù)（SaaS）。越來越多的企業(yè)和個人將他們的業(yè)務(wù)存儲在云端，然而卻給敏感數(shù)據(jù)的訪問控制帶來了安全問題，雖然現(xiàn)有的公鑰加密和對稱密鑰加密方案解決了加密數(shù)據(jù)的問題，但是并不適合云端存儲數(shù)據(jù)的有效管理，因此基于屬性的加密更適合于靈活加密以及有效的存儲空間管理。
　　目前多授權(quán)機構(gòu)屬性基加密系統(tǒng)(Multi-Author

2、ity Attribute-Based Encryption,MA-ABE)正面臨許多問題，利用中央授權(quán)機構(gòu)(Central Authority,CA)生成公共參數(shù)和部分私鑰，但CA必須完全可信，這增加了系統(tǒng)的安全脆弱性，面對復(fù)雜性攻擊，由于私鑰參數(shù)被泄露，CA的脆弱性將會帶來機密性問題。任何事情都不能阻止CA將私鑰參數(shù)分發(fā)給為了訪問加密數(shù)據(jù)的非法用戶。目前MA-ABE方案的局限性在于需要根據(jù)用戶身份(Global Identity,G

3、ID)生成用戶解密密鑰，實際上此方案不能抵抗授權(quán)機構(gòu)(Attribute Authority,AA)的聯(lián)合攻擊，由于AA可以根據(jù)GID恢復(fù)用戶的輪廓，可能危害用戶的隱私信息。目前方案的另一個局限性在于，由于CA負(fù)責(zé)生成公鑰參數(shù)和私鑰組件，因此CA也可能有與利益原因向非法用戶泄露密鑰。
　　針對于CA能夠完全解密用戶密文，以及CA的脆弱性也給系統(tǒng)帶來了安全性問題，本方案的目的在于解決已有的方案中CA必須完全可信的問題。為了實現(xiàn)安全、

4、靈活的訪問控制方案，本方案改進(jìn)了密文策略屬性基加密(Ciphertext-policy Attribute-based Encryption,CP-ABE)的密鑰生成過程，多個授權(quán)機構(gòu)生成私鑰參數(shù)。本方案提出了一個分布式授權(quán)機構(gòu)方案。
　　本方案中的密鑰分發(fā)實現(xiàn)了分布式云存儲 ABE，數(shù)據(jù)屬主負(fù)責(zé)生成公鑰和主密鑰，AA負(fù)責(zé)產(chǎn)生多個屬性密鑰并分發(fā)給用戶，數(shù)據(jù)屬主負(fù)責(zé)部分密鑰的產(chǎn)生，用戶在接收到AA以及DO發(fā)送的私鑰組件后整合密鑰并用

5、于解密。
　　在本方案中，可信的DO負(fù)責(zé)生成初始化參數(shù)，同時由于DO已經(jīng)擁有了明文數(shù)據(jù)，因此不會參與泄露數(shù)據(jù)。
　　為了實現(xiàn)有效的分布式授權(quán)機構(gòu)ABE方案，以下幾個問題需要解決：
　　1.聯(lián)合攻擊。為了獲取解密密文的權(quán)限，一些非法用戶之間會聯(lián)合起來整合解密密鑰，同時不同AA之間也會從相互獲取解密信息。
　　2.用戶屬性隱私。AA負(fù)責(zé)生成不同的屬性和屬性私鑰，同時可能會出于利益原因?qū)傩运借€泄露給非法用戶，這樣非法

6、用戶可能會根據(jù)接收到的密鑰解密密文。
　　3.密文泄露和匿名用戶通信。密文匿名對于加密方案非常重要，如果密文是公開的，盡管剛問控制策略比較復(fù)雜，但這將可能導(dǎo)致解密信息泄露，所有用戶都知道有哪些用戶會接收到密文。為了獲取明文信息，有些用戶可能會聯(lián)合其他用戶獲取數(shù)據(jù)信息。
　　4.計算代價的有效性。目前的ABE方案利用雙線性配對，雙線性配對操作的效率一直在提高，但是與指數(shù)操作相比，計算代價依舊很高。
　　在本方案中，通過改

7、進(jìn)算法解決了以上問題，通過算法和實驗證明了方案的效率。為了抵抗聯(lián)合攻擊，本文提出了一個沒有CA的方案，所有的參數(shù)由數(shù)據(jù)屬主和AA產(chǎn)生。
　　為了抵抗服務(wù)器的聯(lián)合攻擊，本方案中的私鑰組件并沒用沒有利用任何GID或者公鑰信息。用戶從不同的AA中獲取私鑰參數(shù)并重新整合私鑰。
　　為了防止密鑰泄露，本方案只允許DO分發(fā)初始化參數(shù)，同時AA只有部分私鑰信息，DO不會泄露私鑰信息，同時每個AA之間相互獨立，只負(fù)責(zé)生成部分私鑰組件。