混合云中轻量级的安全文件检索和共享方案研究

摘要

随着云计算技术的日益成熟，云环境中的用户和数据正在以爆炸式的速度增长。混合云环境兼有公有云低成本、弹性可扩展和私有云易操控、高安全的优势，具有更广泛的适用场景。混合云环境中的数据安全问题也日益凸显，通常用户为了保障重要数据的机密性，会先对数据进行加密处理后上传。然而，如何在保持高安全性的前提下，从海量的加密文件中快速定位到含有特定信息的文件以及实现支持细粒度访问控制的文件共享等问题亟待解决。
　　现有基于加密文件的安全共享和检索机制普遍受到应用场景有限、访问策略单一、计算任务繁重、仅支持单个关键词检索等问题的限制，难以应用到复杂的混合云环境中。
　　为解决以上问题，提出一种混合云中轻量级的安全文件检索和共享方案。本方案基于属性加密算法，实现数据拥有者授权下基于密文的连接关键词检索，并通过代理计算任务到私有云服务器，大幅降低了用户的计算负担;同时实现细粒度访问控制下的多方文件共享，通过引入属性签名算法，实现“多人读-多人写”机制。
　　安全分析表明本方案具有数据的机密性、抗共谋性、细粒度访问控制以及签名不可伪造性和匿名性，性能评估表明本方案相对于已有方案在索引构建、搜索陷门生成、文件加解密、签名生成等阶段均具有更少的计算时间消耗，并且能够显著降低用户的计算开销。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 密文检索方案

1．2．2 文件安全共享方案

1．3 本文的主要工作

1．4 论文的结构安排

第2章 混合云中安全文件检索和共享方案理论基础

2．1 云计算及其发展

2．2 属性加密算法

2．2．1 数学困难问题假设

2．2．2 双线性映射

2．2．3 Shamir秘密分享

2．2．4 属性和访问结构树

2．2．5 属性加密算法原理

2．3 本章小结

第3章 混合云中基于属性加密的连接关键词检索方案

3．1 方案概述

3．1．1 方案实体

3．1．2 方案安全假设

3．1．3 设计目标

3．1．4 方案流程

3．2 ACKS详细构造

3．3 本章小结

第4章 混合云中基于属性加密的细粒度文件共享方案

4．1 系统概述

4．1．1 方案实体

4．1．2 方案安全假设

4．1．3 设计目标

4．1．4 方案流程

4．2 AFFS详细构造

4．2．1 AFFS-ABE

4．2．2 AFFS-ABS

4．3 本章小结

第5章 安全分析和性能评估

5．1 安全分析

5．2 性能评估

5．2．1 ACKS

5．2．2 AFFS

5．3 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

附录