云计算环境中加密数据访问控制技术研究

Attribute-based encryption scheme can provide data confidentiality and expressive control at the same time. It is an efficient technology of data access control in cloud computing environment. This project studies the technique on designing the attribute-based encryption scheme. In this project, three subjects will be studied. Firstly, we will research on secret sharing method, and the way of application in two to one recoding technology based on bilinear maps in generating private key algorithm, and on this basis to provide safe and efficient attribute-based encryption scheme based on bilinear maps. Secondly, we will research the general approach of transforming key-policy attribute-based encryption schemes into ciphertext-policy attribute-based encryption schemes and propose ciphertext-policy attribute-based encryption scheme based on bilinear maps. Thirdly, we will research the algorithms of key homomorphism and ciphertext homomorphism based on lattice and propose attribute-based encryption scheme for lattices based on the noise reduction technology in homomorphic encryption. Through the studies in this project, we can master the way of designing attribute-based encryption schemes for circuits and provide theoretical and technical support for data storage and access control in cloud computing environment.

属性加密能同时提供消息的机密性和访问控制的灵活性，是云计算环境中实现加密数据访问控制的一项重要技术，本项目主要研究属性加密方案的设计方法。研究内容包括：（1）研究新的秘密分享方法，研究基于双线性映射的二对一重新编码技术在私钥生成算法中的应用方式，在此基础上提出安全高效的基于双线性映射的属性加密方案；（2）研究密钥策略的属性加密方案向密文策略的属性加密方案的转换方法，提出基于双线性映射的密文策略的属性加密方案；（3）研究基于格的密钥同态和密文同态算法的设计方法，结合全同态密码算法的降噪技术，构造出基于格的属性加密方案。通过本项目的研究，掌握支持电路的属性加密方案的设计方法，为云计算环境中的数据安全存储和访问控制提供理论和技术支持。

属性加密能同时提供消息的机密性和访问控制的灵活性，是云计算环境中实现加密数据访问控制的一项重要技术，本项目分别研究基于双线性映射和基于格的属性加密方案的设计方法。取得的研究成果包括：.（1）针对基于双线性映射的属性加密方案，为了解决现有内积加密方案公开参数规模过大的问题，提出了一个公开参数长度固定且具有适应安全性的内积加密方案；为了解决现有内积加密方案密文规模过大的问题，提出了一个解密高效且密文规模较小的适应安全零内积加密方案；基于合数阶双线性群首次提出了一个支持算术分支程序的密文策略的属性加密方案，该方案具有适应安全性；为了降低合数阶双线性群上属性加密方案的计算复杂度，利用素数阶双线性群构造属性加密方案，从而提出了一个公开参数长度固定、支持算术张成程序的密文策略的属性加密方案。.（2）针对基于格的属性加密方案，为了降低基于格的属性加密方案的计算复杂度，利用理想格上的算法和添加虚拟属性的方法，设计了一个基于理想格的支持门限访问结构的高效密文策略的属性加密方案；研究了属性加密方案的噪声约减技术，提出了一种在全同态密码体制中通用的噪声约减方法—明文倍增法，并结合双重LWE参数规模约减技术及时空转换技术，提出了一个支持多比特明文矩阵加密的低同态乘法噪声膨胀的扩展批处理加密方案，可以有效地降低之前同类方案的明密文规模膨胀率；提出了针对基于LWE的属性加密方案的实际安全性分析方法。该方法可以快速给出满足方案限制要求的具体参数及方案达到的安全等级，并在给定安全等级的条件下，可以给出相应的具体参数值；提出了支持由两扇入与或门组成的访问树的基于格的CP-ABE方案。.该项目研究成果，为云计算环境中的数据安全存储和访问控制提供理论和技术支持。