一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法及系統(tǒng)。由于將現(xiàn)有云計(jì)算下的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)進(jìn)行分等級(jí)控制，提高了訪問(wèn)控制的效率，利用碼分復(fù)用技術(shù)編碼明文與密文，減少了密文存儲(chǔ)空間,同時(shí),采用密文策略的屬性加密方案減少了用戶保存私鑰的數(shù)量，提升了系統(tǒng)的整體性能并減少了存儲(chǔ)空間的消耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息安全【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]云計(jì)算是一種可以更有效地利用計(jì)算資源為用戶提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)的新型計(jì)算模式，其將大量的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和軟件資源鏈接在一起，運(yùn)用虛擬技術(shù)，為用戶提供可定制的計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用服務(wù)，避免用戶自身繁重的基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建和維護(hù)。然而，集中管理的云計(jì)算中心將成為黑客攻擊的重點(diǎn)目標(biāo)，由于前所未有的開(kāi)放性與復(fù)雜性，其安全性面臨著比以往更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
[0003]在云計(jì)算平臺(tái)，由于采用數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程托管技術(shù)，云服務(wù)提供商是數(shù)據(jù)的物理?yè)碛姓?，卻與數(shù)據(jù)屬主并不在同一個(gè)信任域中；由于采用虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)，云計(jì)算服務(wù)同底層硬件環(huán)境間是松耦合的，用戶數(shù)據(jù)間缺乏固定不變的安全邊界，由此增加了在云計(jì)算平臺(tái)對(duì)用戶數(shù)據(jù)實(shí)施訪問(wèn)控制的難度。同時(shí)，由于無(wú)法信賴云服務(wù)提供商忠實(shí)實(shí)施用戶定義的訪問(wèn)控制策略，當(dāng)前的解決方法大多采用密碼技術(shù)實(shí)施云計(jì)算平臺(tái)細(xì)粒度訪問(wèn)控制。然而在基于云計(jì)算平臺(tái)分等級(jí)的應(yīng)用場(chǎng)景下，由于:1)用戶私鑰和密文分別與屬性集合和訪問(wèn)結(jié)構(gòu)相關(guān)；2)用戶組與屬性集為多對(duì)多關(guān)系；3)效率不高或者實(shí)現(xiàn)效果不理想，因此基于云計(jì)算平臺(tái)下分等級(jí)的訪問(wèn)控制是一個(gè)難題。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有云計(jì)算平臺(tái)下分等級(jí)的訪問(wèn)控制難題。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，包括以下步驟:
[0008]A、系統(tǒng)預(yù)先定義一訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建數(shù)個(gè)主用戶屬性集；
[0009]B、建立公共參數(shù)和主私鑰，根據(jù)所述公共參數(shù)和主私鑰生成所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰；
[0010]C、通過(guò)碼分復(fù)用編碼明文信息，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)將編碼后的明文信息分為不同的訪問(wèn)級(jí)別，并加密得到密文信息；
[0011]D、采用碼分復(fù)用和第一私鑰對(duì)所述密文信息進(jìn)行解密，得到主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的明文信息。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0013]預(yù)設(shè)置模塊，用于系統(tǒng)預(yù)先定義一訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建數(shù)個(gè)主用戶屬性集；[0014]密鑰生成模塊，建立公共參數(shù)和主私鑰，根據(jù)所述公共參數(shù)和主私鑰生成所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰；
[0015]加密模塊，用于通過(guò)碼分復(fù)用編碼明文信息，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)將編碼后的明文信息分為不同的訪問(wèn)級(jí)別，并加密得到密文信息；
[0016]解密模塊，用于采用碼分復(fù)用和第一私鑰對(duì)所述密文信息進(jìn)行解密，得到主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的明文信息。
[0017]本發(fā)明所提供的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法和系統(tǒng)，由于將現(xiàn)有云計(jì)算下的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)進(jìn)行分等級(jí)控制，提高了訪問(wèn)控制的效率，利用碼分復(fù)用技術(shù)編碼明文與密文減少了密文存儲(chǔ)空間，同時(shí)，采用密文策略的屬性加密方案減少了用戶保存密鑰的數(shù)量，提升了系統(tǒng)的整體性能和減少了存儲(chǔ)空間的消耗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明提供的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法的流程圖。
[0019]圖2是本發(fā)明提供的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明提供的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)中一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的密文訪問(wèn)控制方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明提出的一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，包括:
[0024]步驟S100、系統(tǒng)預(yù)先定義一訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建數(shù)個(gè)主用戶屬性集。
[0025]為了擴(kuò)展密文訪問(wèn)控制的效率，本發(fā)明還可以為主用戶分配下級(jí)子用戶，因此，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)為所述主用戶屬性集分配子用戶屬性集；所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)是由“與”，“或”以及“門(mén)限”組成的數(shù)據(jù)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)。密文與訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)相對(duì)應(yīng)，而用戶與屬性集相對(duì)應(yīng)。根據(jù)用戶的屬性集滿足訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)中等級(jí)的不同，用戶擁有的權(quán)限也不同。根據(jù)密級(jí)文件的等級(jí)來(lái)設(shè)定訪問(wèn)控制策略，使具有不同訪問(wèn)權(quán)限的人員根據(jù)所擁有的屬性解密不同密級(jí)的文件。例如:某公司有三份密級(jí)文件mA，mB, mc,分別為:A級(jí)一絕密文件，B級(jí)一機(jī)密文件，C級(jí)一秘密文件。公司領(lǐng)導(dǎo)需要對(duì)這三份文件進(jìn)行加密，希望只有公司的權(quán)威人員可以訪問(wèn)三份密級(jí)文件中的部分或者全部。假設(shè)總經(jīng)理助理是總經(jīng)理完全信任的員工，總經(jīng)理助理可能不知道具體哪些人可以解密密級(jí)文件，但是通過(guò)職務(wù)、部門(mén)、管理能力等屬性可以有效的控制訪問(wèn)權(quán)限，只有屬性滿足訪問(wèn)控制策略才能夠解密相應(yīng)的文件。因此，助理根據(jù)總經(jīng)理的要求將訪問(wèn)控制策略制定如下:(I)滿足文件Hic的訪問(wèn)策略(會(huì)計(jì)AND財(cái)務(wù)部);(2)滿足文件mB的訪問(wèn)策略(((會(huì)計(jì)AND財(cái)務(wù)部)AND管理權(quán)>4)0R財(cái)務(wù)總監(jiān));(3)滿足文件mA的訪問(wèn)策略(((((會(huì)計(jì)AND財(cái)務(wù)部)AND管理權(quán)>4) OR財(cái)務(wù)總監(jiān))AND管理權(quán)>6)OR總經(jīng)理)。在上述事例中，用戶職位、所屬部門(mén)及管理權(quán)等級(jí)均為用戶屬性。[0026]步驟S200、建立公共參數(shù)和主私鑰，根據(jù)所述公共參數(shù)和主私鑰生成所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰。而在主用戶具有下級(jí)子用戶時(shí)，還需要根據(jù)所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰，為所述子用戶屬性集生成對(duì)應(yīng)的第二私鑰。
[0027]具體地，步驟S200進(jìn)一步包括:
[0028]步驟S201、構(gòu)造階為素?cái)?shù)p，生成元為g的雙線性群Gtl以及Gtl所對(duì)應(yīng)的雙線性映射群Gt ；
[0029]步驟S202、定義屬性空間A = {a0, a1；…，an}和正交的PN偽隨機(jī)序列PN =IC1, C2,…，Ck}，其中，η和k均為非零整數(shù)；并定義兩個(gè)哈希函數(shù)分別為:H1: {O, I}*-G0,H2: {O, I}* — GT。
[0030]步驟S203、通過(guò)選擇隨機(jī)數(shù)α，β e Zp,生成公共參數(shù)PK和主私鑰MSK，具體為:
[0031]PK = {G0, g, h = g0, f = g1/e, e (g, g) α}, MSK = {ga, β }, Zp 為模 ρ 的整數(shù)群；
[0032]步驟S204、為每個(gè)用戶隨機(jī)選擇r e Ζρ，為每個(gè)屬性j e S選擇隨機(jī)數(shù)r」e Zp，生成主用戶屬性集S對(duì)應(yīng)的第一私鑰SK，具體為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: A、系統(tǒng)預(yù)先定義一訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建數(shù)個(gè)主用戶屬性集； B、建立公共參數(shù)和主私鑰，根據(jù)所述公共參數(shù)和主私鑰生成所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰； C、通過(guò)碼分復(fù)用編碼明文信息，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)將編碼后的明文信息分為不同的訪問(wèn)級(jí)別，并加密得到密文信息； D、采用碼分復(fù)用和第一私鑰對(duì)所述密文信息進(jìn)行解密，得到主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的明文信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于， 所述步驟A還包括:根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)為所述主用戶屬性集分配子用戶屬性集； 所述步驟B還包括:根據(jù)所述第一私鑰，為所述子用戶屬性集生成對(duì)應(yīng)的第二私鑰； 所述步驟D還包括:采用碼分復(fù)用和第二私鑰對(duì)所述密文信息進(jìn)行解密，得到所述子用戶屬性集對(duì)應(yīng)的明文信息。
3.如權(quán)利要求1所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于:所述步驟B具體還包括: B1、構(gòu)造階為素?cái)?shù)P，生成元為g的雙線性群Gtl以及Gtl所對(duì)應(yīng)的雙線性映射群Gt ； B2、定義屬性空間A = {a0, a1；…，aj和正交的PN偽隨機(jī)序列PN = IC1, C2,…，Cj，其中，η和k均為非零整數(shù)；并定義兩個(gè)哈希函數(shù)分別為=H1: {O, 1}*-G0, H2: {O, I}*-Gt; B3、通過(guò)選擇隨機(jī)數(shù)α，β e Zp，生成公共參數(shù)PK和主私鑰MSK，具體為:
PK = {G0, g, h = g0, f = g1/e, e (g, g) α}, MSK = {ga, β }, Zp 為模 ρ 的整數(shù)群； Β4、為每個(gè)用戶隨機(jī)選擇r e Zp，為每個(gè)屬性j e S選擇隨機(jī)數(shù)e Zp，生成主用戶屬性集S對(duì)應(yīng)的第一私鑰SK，具體為:
4.如權(quán)利要求2所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述步驟C具體還包括: Cl、使用公共參數(shù)PK和訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)T來(lái)加密明文信息。
5.如權(quán)利要求4所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述步驟Cl具體還包括: CU、根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)T，將明文信息分為k個(gè)等級(jí)，即M= Im1，…，mk}，并為各個(gè)等級(jí)選擇并公布節(jié)點(diǎn)信息(Xi, Ji) (`1≤i≤k); C12、為訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)T中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(x，y)選擇多項(xiàng)式q(x，y)，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始采用自上而下的方式，為訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(x，y)設(shè)定多項(xiàng)式的度d(x，y)比門(mén)限值卜?)少1，即d(x；y) = k(x，y)_l,以完成每個(gè)節(jié)點(diǎn)(x，y)的多項(xiàng)式q(x，y)的定義； C13、對(duì)明文信息進(jìn)行加密，得到密文信息CT，具體為:
6.如權(quán)利要求5所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制方法，其特征在于，所述步驟D具體還包括: Dl、預(yù)定義一個(gè)遞歸算法DecryptNode (CT, SK, (x, y)),其中，如果節(jié)點(diǎn)(x, y)是葉子節(jié)點(diǎn)，設(shè) i = att (X，y)且 i e S,則
7.一種基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 預(yù)設(shè)置模塊，用于系統(tǒng)預(yù)先定義一訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建數(shù)個(gè)主用戶屬性集； 密鑰生成模塊，建立公共參數(shù)和主私鑰，根據(jù)所述公共參數(shù)和主私鑰生成所述主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰； 加密模塊，用于通過(guò)碼分復(fù)用編碼明文信息，根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)將編碼后的明文信息分為不同的訪問(wèn)級(jí)別，并加密得到密文信息； 解密模塊，用于采用碼分復(fù)用和第一私鑰對(duì)所述密文信息進(jìn)行解密，得到主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的明文信息。
8.如權(quán)利要求6所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述密鑰生成模塊具體還包括: 構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造階為素?cái)?shù)P，生成元為g的雙線性群Gtl以及所述雙線性群Gtl的雙線性映射群Gt ； 初始化模塊，用于定義用戶屬性空間、正交的偽隨機(jī)序列和兩個(gè)哈希函數(shù)，通過(guò)選擇兩個(gè)隨機(jī)數(shù)，生成公共參數(shù)和主私鑰； 第一密鑰生成模塊，用于為每個(gè)主用戶及每個(gè)主用戶屬性集中的每個(gè)屬性選擇一隨機(jī)數(shù)，生成主用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第一私鑰； 第二密鑰生成模塊，用于為每個(gè)子用戶及每個(gè)子用戶屬性集中的每個(gè)屬性選擇一隨機(jī)數(shù)，生成子用戶屬性集對(duì)應(yīng)的第二私鑰。
9.如權(quán)利要求8所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加密模塊具體包括: 明文分級(jí)模塊，用于根據(jù)所述訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)，將明文信息分為數(shù)個(gè)等級(jí)，并為各個(gè)等級(jí)選擇并公布節(jié)點(diǎn)信息； 節(jié)點(diǎn)定義模塊，用于為訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)選擇多項(xiàng)式，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始采用自上而下的方式，為訪問(wèn)結(jié)構(gòu)樹(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定多項(xiàng)式的度比門(mén)限值少1，以完成每個(gè)節(jié)點(diǎn)多項(xiàng)式的定義； 明文加密模塊，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)所選擇的多項(xiàng)式，以及采用碼分復(fù)用對(duì)明文信息進(jìn)行加密，得到密文信息。
10.如權(quán)利要求9所述的基于云計(jì)算平臺(tái)的密文訪問(wèn)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述解密模塊包括: 預(yù)定義模塊，用于預(yù)定義一個(gè)根據(jù)第一私鑰和密文或者第二私鑰和密文計(jì)算各節(jié)點(diǎn)信息的遞歸程序； 計(jì)算模塊，用于通過(guò)所述遞歸程序計(jì)算用戶屬性集所包含的所有等級(jí)的節(jié)點(diǎn)信息，并解密得到各節(jié)點(diǎn)信息相應(yīng)的明文編碼信息； 解碼模塊，用于采用碼分復(fù)用對(duì)所述明文編碼信息進(jìn)行解碼，得到相應(yīng)的明文信息。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103701833SQ201410026044
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】喻建平, 王樹(shù)蘭, 張鵬 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)