近年来,云正在成为存储大量数据的重要平台,它具有成本效益,并且很容易被世界各地的人们使用。随着云计算的不断发展,医疗云系统的建设也越来越完善。医疗云不仅可以提高现有医疗资源的利用率,还可以为用户带来便利。但与此同时,医疗云系统也涉及到用户的个人隐私,如身体状况、医疗记录等。此外,当用户登录医疗云系统访问医疗服务时,他们的个人信息是暴露的。如何在验证用户身份的同时还能保护用户的隐私仍然是一个挑战。因此,有必要采取合理的技术和有效的措施,减少医疗云系统中的安全隐患。基于属性的签名(Attribute-Based Signature,ABS)不仅可以保护用户的机密性,而且能够细粒度地划分用户的身份特性,从而吸引了众多学者的关注。此外,ABS方案非常适用于匿名身份认证和隐私访问控制等应用,对于保护用户的隐私提供了强大的支持。本论文首先提出了一个轻量级的多机构ABS方案,并在此基础上设计了一种保护隐私的匿名认证协议。主要贡献如下:首先,目前已有的多机构ABS方案在签名和验证阶段往往存在着较大的计算开销,不利于资源有限的移动设备访问医疗云系统。为了解决该问题,本论文提出了一种轻量级的具有隐私保护功能的医疗服务访问方案——LPP-MSA。通过使用在/离线签名和服务器辅助验证机制,减少了用户端的计算开销。此外,在随机预言机模型下证明了LPP-MSA具有不可伪造性和匿名性,并且能够抵抗合谋攻击。与几种相关方案的对比表明,LPP-MSA在签名和验证时都具有高效性。因此,它可以很好地应用于用户通过能量有限的移动设备访问医疗服务的场景。其次,针对医疗云系统中典型的应用场景,本论文描述了基于云的远程医疗信息系统的整体架构,说明了与用户身份认证、访问控制和信任管理等相关的安全挑战。详细分析了医疗云系统中可能面临的主要安全威胁,如,伪装攻击、篡改、身份隐私泄露、窃听和干扰、中间人攻击、重放攻击等,并进一步给出了每种威胁相对应的安全需求。最后,结合医疗云系统中面临的安全威胁和应用场景的安全需求,在LPP-MSA方案的基础上,提出了一种带有隐私保护功能的匿名认证协议,并将该协议应用于远程医疗系统中。该协议使用属性集合代替认证者的身份,医疗服务提供者不必知道认证者具体的身份信息即可提供医疗服务,从而实现了匿名性。同时,本协议还可以抵抗重放攻击、合谋攻击以及中间人攻击。此外,在Linux系统中对协议进行了性能分析,并与几种基于属性的认证协议进行了对比,其结果表明本协议在满足较多安全特性的情况下还具有计算高效性。