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区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案

牛淑芬 杨平平 谢亚亚 杜小妮

牛淑芬, 杨平平, 谢亚亚, 杜小妮. 区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(7): 1864-1871. doi: 10.11999/JEIT200124
引用本文: 牛淑芬, 杨平平, 谢亚亚, 杜小妮. 区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(7): 1864-1871. doi: 10.11999/JEIT200124
Shufen NIU, Pingping YANG, Yaya XIE, Xiaoni DU. Cloud-Assisted Ciphertext Policy Attribute Based Eencryption Data Sharing Encryption Scheme Based on BlockChain[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(7): 1864-1871. doi: 10.11999/JEIT200124
Citation: Shufen NIU, Pingping YANG, Yaya XIE, Xiaoni DU. Cloud-Assisted Ciphertext Policy Attribute Based Eencryption Data Sharing Encryption Scheme Based on BlockChain[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(7): 1864-1871. doi: 10.11999/JEIT200124

区块链上基于云辅助的密文策略属性基数据共享加密方案

doi: 10.11999/JEIT200124
基金项目: 国家自然科学基金(61562077, 61662069, 61662071, 61772022),西北师范大学青年教师科研提升计划(NWNU-LKQN-13-12)
详细信息
    作者简介:

    牛淑芬:女,1976年生,博士,副教授,研究方向为云计算和大数据网络的隐私保护

    杨平平:女,1995 年生,硕士生,研究方向为网络与信息安全

    谢亚亚:女,1996 年生,硕士生,研究方向为网络与信息安全

    杜小妮:女,1972 年生,博士,教授,研究方向为信息安全

    通讯作者:

    杨平平 862558924@qq.com

  • 中图分类号: TN918

Cloud-Assisted Ciphertext Policy Attribute Based Eencryption Data Sharing Encryption Scheme Based on BlockChain

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61562077, 61662069, 61662071, 61772022), The Young Teacher’s Scientific Research Ability Promotion Program of Northwest Normal University (NWNU-LKQN-13-12)
  • 摘要: 针对云存储的集中化带来的数据安全和隐私保护问题,该文提出一种区块链上基于云辅助的密文策略属性基(CP-ABE)数据共享加密方案。该方案采用基于属性加密技术对加密数据文件的对称密钥进行加密,并上传到云服务器,实现了数据安全以及细粒度访问控制;采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(BC)中,由区块链进行关键字搜索保证了关键字密文的安全,有效地解决现有的云存储共享系统所存在的安全问题。该方案能够满足选择明文攻击下的不可区分性、陷门不可区分性和抗串联性。最后,通过性能评估,验证了该方案的有效性。
  • 图  1  系统模型

    图  2  算法模型

    图  3  属性数量与运行时间

    表  1  区块数据结构

    Block HeadPayload
    Block IDBlock sizePre-block hashTimestamp Block producer IDBlock producer signatureTransaction
    IDsizehashtData Owner$\delta $TX
    下载: 导出CSV

    表  2  效率分析

    文献[15]方案文献[16]方案本文方案
    Setup${T_{\rm{P}}} + 3{T_{\rm{E}}}$${T_{\rm{P}}} + 4{T_{\rm{E}}} + {T_{\rm{M}}}$${T_{\rm{P}}} + 3{T_{\rm{E}}}$
    KeyGen$4{T_{\rm{E}}} + 3{T_{\rm{M}}}$$(2 + {n_{\rm{S}}}){T_{\rm{E}}} + (2 + {n_{\rm{S}}}){T_{\rm{M}}}$$3{T_{\rm{E}}} + 2{T_{\rm{M}}}$
    Encryption$\begin{aligned} & 2{T_{\rm{P} } } + (3{n_{\rm{U} } } + 5){T_{\rm{E} } } + (2{n_{\rm{U} } } + 2){T_{\rm{M} } }\\& {\rm{ + } }(2 + {n_{\rm{U} } }){T_{\rm{H} } }\end{aligned}$${T_{\rm{P}}} + (4{n_{\rm{U}}} + 6){T_{\rm{E}}} + (4{n_{\rm{U}}} + 8){T_{\rm{M}}}{\rm{ + }}{T_{\rm{H}}}$$\begin{aligned} & 2{T_{\rm{P} } } + (2{n_{\rm{U} } } + 3){T_{\rm{E} } } + ({n_{\rm{U} } } + 3){T_{\rm{M} } }\\& {\rm{ + } }(1 + {n_{\rm{U} } }){T_{\rm{H} } }\end{aligned}$
    Trapdoor${T_{\rm{E}}} + {T_{\rm{H}}}$$({n_{\rm{S}}} + 5){T_{\rm{E}}} + 3{T_{\rm{M}}} + {T_{\rm{H}}}$$(2{n_{\rm{S}}} + 1){T_{\rm{E}}} + {n_{\rm{S}}}{T_{\rm{M}}} + (1 + {n_{\rm{S}}}){T_{\rm{H}}}$
    Test${T_{\rm{P}}} + {T_{\rm{E}}} + {T_{\rm{H}}}$$(2{n_{\rm{S}}} + 3){T_{\rm{P}}} + {n_{\rm{S}}}{T_{\rm{E}}} + (2{n_{\rm{S}}} + 1){T_{\rm{M}}}$$2{n_{\rm{S}}}{T_{\rm{P}}} + (2{n_{\rm{S}}} - 2){T_{\rm{E}}} + (2{n_{\rm{S}}} - 1){T_{\rm{M}}}$
    Decryption$(2 + 2{n_{\rm{S}}}){T_{\rm{P}}} + 2{n_{\rm{S}}}{T_{\rm{E}}} + (2{n_{\rm{S}}} + 3){T_{\rm{M}}}$$(2{n_{\rm{S}}} + 1){T_{\rm{P}}} + {n_{\rm{S}}}{T_{\rm{E}}} + (2{n_{\rm{S}}} + 1){T_{\rm{M}}}$$3{T_{\rm{P}}} + 2{T_{\rm{E}}} + 4{T_{\rm{M}}}$
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-21
  • 修回日期:  2020-12-08
  • 网络出版日期:  2020-12-23
  • 刊出日期:  2021-07-10

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