基于差分隐私和属性基的云数据安全共享机制

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在移动云环境中,资源受限的移动终端一般将自己要共享的数据上传到云端,然后其他用户通过互联网获取存储在云端的共享数据,从而实现数据有价值的互联互通。然而,在人们享受大数据带来便捷的同时,也伴随着用户个人隐私被暴露的风险。因此,利用本地差分隐私技术实现移动用户在本地的隐私保护,从根本上保障了移动用户共享数据的安全。但是传统的本地差分隐私技术对于不同用户的隐私保护程度是一致的且可用性低,这极大的限制了本地差分隐私技术在移动云环境中的应用。另外,利用属性基加密算法为经过本地差分隐私技术处理后的共享数据提供访问控制,但是属性基加密算法的解密复杂度高而且用户属性撤销十分困难,这对于数据使用者而言是难以承受的。因此,本文的主要工作从以下几个部分展开:(1)为了解决移动云环境中由于第三方数据收集者不完全可信而带来的隐私泄露问题,引入本地差分隐私技术对移动用户的共享数据进行隐私保护;并针对非法用户访问共享数据的问题,设计了基于本地差分隐私和属性基加密的安全云共享系统,并对系统设计目标、系统总体架构以及系统功能进行了详细的介绍。(2)考虑到移动用户的隐私保护单一化的问题,在本地差分隐私的基础上引入个性化的概念,提出了一种新的个性化本地差分隐私算法。给出了算法相关的数据处理框架和具体实现,并对算法的隐私性以及可用性进行分析,同时通过实验,对算法的数据可用性以及误差性进行验证。(3)针对传统的层次化属性基加密算法中,数据使用者解密开销巨大以及用户属性撤销困难等问题,引入代理解密,设计了一种可撤销属性的层次化属性基加密算法。给出了算法的具体实现以及用户属性撤销方法,并对算法的安全性进行证明以及对用户属性撤销的有效性进行分析,最后通过构造实验将本算法与其他属性基加密方案进行加解密性能的对比。(4)基于Java和Python语言,实现了基于本地差分隐私和属性基加密的安全云共享系统。通过构造实验对该系统的关键技术和相关性能进行测试和分析。
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