区块链上属性基可搜索加密算法研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:atom1999
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大数据时代的到来使得云服务器及其提供的服务成为研究热点,云存储由于其低成本和接近无限的数据存储空间而受到了广泛的关注。用户将数据存储在云服务器上并随时随地访问其数据的同时,也越来越注重数据的安全性和访问控制,但传统的加密方式无法为用户提供准确高效的搜索服务。基于属性的加密技术可以为用户提供一对多、细粒度的数据共享模式。但基于属性加密的密文搜索仍存在搜索关键字单一、效率较低、搜索结果不可信等问题,结合去中心化、分布式存储的区块链技术可以从一定程度上解决此类问题。本论文主要进行了如下研究:(1)提出了区块链上基于云辅助的属性基可搜索加密方案。利用可搜索加密技术实现在不解密的情况下对加密数据的搜索,利用基于属性的加密技术实现数据的细粒度访问控制,利用区块链不可篡改的特性确保关键字密文的安全。在方案中属性基加密技术用来加密关键字,区块链上存储关键字密文,云服务器上存储关键字密文和数据密文。在随机预言机模型下证明了该方案能够保证关键字密文和陷门的安全性。数值实验结果表明,该方案在密钥生成阶段、陷门生成阶段、关键字搜索阶段具有较高的效率。(2)提出了区块链上高效的属性基加密数据共享方案。利用基于属性的加密技术对加密数据文件的对称密钥进行加密,并将其存储在云服务器上,实现了数据的细粒度访问控制。利用可搜索加密技术对关键字进行加密,并将关键字密文上传到区块链中,由区块链进行关键字搜索保证了关键字密文的安全,可以有效解决现有云存储因半可信而引起的安全问题。用户仅执行简单的对称解密,极大地提高了用户端的计算效率。在随机预言机模型下证明方案满足选择明文攻击下的密文不可区分性和陷门不可区分性。通过数值实验,证明了该方案的有效性。(3)提出了区块链上支持多关键字的属性基可搜索加密方案。方案利用多关键字可搜索加密技术实现加密数据的有效搜索,利用基于属性的加密技术实现加密数据的细粒度访问控制,结合区块链维护用户和数据拥有者之间的公平性,且用户需要多笔交易才能获得正确的搜索结果。在随机预言机模型下,证明方案能保证关键字安全及陷门安全。通过数值实验表明该方案在关键字密文生成阶段和关键字搜索阶段具有较高的效率。
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