基于CP-ABE的多云存储访问控制技术研究

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作为云计算核心服务的云存储服务,解决了不同终端设备间的数据共享问题。近年来,随着云计算的快速发展和广泛普及,云存储中的数据安全与隐私保护问题日益严峻,已然成为云计算安全的关键挑战之一。特别是多云(Multi-Cloud)概念被提出后,用户数据的所有权和控制权相分离的现象更加明显,数据安全面临着更加严重的威胁。访问控制技术在保护云数据安全性方面发挥着至关重要的作用。目前,在多云存储环境下研究访问控制技术仍存在一些不足。一方面,用户在多云存储环境下使用不同云存储服务提供商偏好存储不同类型文件资源,缺乏对用户属性信息的隐私保护机制。另一方面,多云环境下不同云存储服务提供商服务质量和价格参差不齐,用户在多云之间如何选择合适的提供商并最终实现资源高效上云成为难题。针对上述问题,在现有的多云访问控制研究基础上,提出了以下改进:(1)提出一种多云CP-ABE访问控制模型(Multi-cloud CP-ABE Access Control Model,MCACM)。引入代理服务器根据业务类型调用用户属性切割算法切割用户属性全集,并在代理服务器上对用户密文文件中的访问控制策略进行检测、拆分和集成。从而有效地保护了访问控制策略和用户属性的私密性。在生成用户属性私钥时嵌入全局唯一的用户标识符,有效地抵抗了中间人攻击和重放攻击。将不同用户属于同一业务类型的密文文件放入同一文件集合,并根据文件内容计算哈希值,减少重复文件上传云端造成的存储空间浪费。最终根据业务类型对应的属性集将文件集合上传多云端,从而建立起用户属性、业务类型、文件资源和云存储服务提供商之间的高效访问关系。(2)提出用户多属性映射机制(User multi-attribute mapping mechanism,UMMM)。通过属性映射算法来解决属性语义冲突,并将其整合进MCACM访问控制模型中,解决多云环境下来自不同云的用户因属性语义不同无法跨云访问的问题,保证基于CP-ABE的多云存储环境中访问控制的正常进行。(3)提出基于用户属性的云服务提供商选择机制(User attribute-based cloud service provider selection mechanism,UACSPSM)。针对不同云服务应用场景,充分考虑用户偏好,建立四维云服务Qo S评价指标体系并动态筛选测量指标。采用改进的TOPSIS方法在多云环境中评价候选云服务的服务质量,并根据服务质量的优劣进行排序。最终为每个云生成云标识符嵌入用户属性私钥,实现密文文件高效上云。
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