云平台下基于属性加密的高铁共享数据访问控制及应急决策方法研究

摘要

云计算技术在大数据管理方面的优势使其成为最受欢迎的主流计算方式，因此存储大规模数据时的最佳选择是利用云存储技术进行，而云存储中最关键的问题就是安全问题。本文根据云平台下高铁信息共享技术的相关研究以及共享数据安全性要求，主要进行了如下研究:
　　首先，对云平台下高速铁路共享数据存储的安全需求进行了分析，针对不同密级的数据提出了不同的安全策略，重点研究秘密级数据的加密及访问控制方法。文中对现有的数据加密方法进行了分析，包括基于属性加密技术的算法流程、优缺点及其在高铁数据加密应用中存在的问题。
　　其次，对文中使用的基本理论包括云计算技术、属性加密方法及粗糙集理论的基础知识进行了介绍，同时提出了基于属性加密算法访问控制技术的改进方案。通过直接构造共享生成矩阵的方式改变了访问结构的表示方法，同时，本文引入了属性组的概念，实现了用户在属性层面的权限撤销功能。
　　再次，分析了高速铁路突发事件应急场景，建立了应急情景的分层网络模型。提出了基于情景分析的并行贝叶斯网络约简模型。搭建了Hadoop云平台，通过发计map函数、reduce函数、call-job函数以及主程序实现了基于粗糙集理论的知识约简算法的并行运算。利用贝叶斯网络对约简后的结果进行决策推理，并使用Netica贝叶斯仿真软件对模型进行了验证。
　　最后，本文设计了加密和解密算法的应用系统，并实现了部分功能。测试了云存储条件下的高铁数据加密算法的时间性能，并对算法的时间开销和空间开销进行了分析。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 选题背景与意义

1．2 相关研究的国内外现状

1．2．1 属性加密技术的国内外研究现状

1．2．2 高铁数据共享的国内外研究现状

1．2．3 高铁突发事件应急决策的国内外研究现状

1．3 论文的主要研究内容

1．4 论文的组织结构

2 关键技术和理论基础

2．1 云计算相关技术

2．1．1 云计算概述

2．1．2 云计算相关实现技术

2．2 属性加密相关定义

2．2．1 双线性对

2．2．2 访问结构

2．2．3 秘密共享

2．3 粗糙集理论

2．4 本章小结

3 云平台下基于属性加密的高铁数据的访问控制

3．1 高铁云共享平台数据存储特点

3．2 高铁云平台下共享数据访问控制需求

3．2．1 高速铁路云共享平台数据安全需求

3．2．2 访问控制安全性评价指标

3．3 高铁云平台共享数据加密方案

3．4 云平台下高铁共享数据访问控制技术的改进

3．4．1 云平台下高铁共享数据访问控制技术改进的必要性

3．4．2 访问结构的表示方法

3．4．3 权限撤销的即时化和精细化

3．5 云平台下高铁共享数据访问控制技术改进的具体方案

3．5．1 算法的主要设计思路

3．5．2 算法实现的具体方案

3．6 本章小结

4 云平台下基于情景网络分析的高速铁路应急决策模型

4．1 高速铁路应急情景网络模型的构建

4．1．1 高速铁路铁路应急情景分层网络模型

4．1．2 情景描述语言及构建过程

4．2 云平台下基于情景网络分析高铁应急决策原理

4．3 map-reduce并行约简算法设计

4．3．1 情景要素数据来源及预处理

4．3．2 Hadoop云平台运行环境的部署

4．3．3 map函数及reduce函数的设计

4．3．4 并行知识约简算法的应用

4．4 基于情景分析的铁路应急决策模型

4．4．1 贝叶斯网络的构建

4．4．2 贝叶斯网络的学习

4．4．3 基于情景的贝叶斯网络推理分析

4．4．4 模型应用

4．5 本章小结

5 云平台下高铁共享数据访问控制技术的实现与测试

5．1 基于属性加密的访问控制技术的实现

5．1．1 密钥生成

5．1．2 文件的加密

5．1．3 文件重加密

5．1．4 文件的解密

5．2 功能测试

5．3 基于属性加密的访问控制的安全性分析

5．4 性能测试与分析

5．4．1 复杂度分析

5．4．2 时间开销测试

5．5 本章小结

6．1 论文主要工作

6．2 研究展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集