云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明是給出一種云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法，主要用于解決云環(huán)境下用戶隱私的安全問題。首先用戶將自己的信息發(fā)送給云服務(wù)提供商，由云服務(wù)提供商對(duì)用戶隱私進(jìn)行分類。其次，用戶對(duì)不同的類別采用不同的加密方式，即同態(tài)加密方式和基于屬性的加密方式。用戶通過同態(tài)加密方式來保證重要隱私信息更難泄露或被人竊取，并且用戶可對(duì)自己的隱私信息進(jìn)行運(yùn)算；通過基于屬性的加密方式來保證一定的網(wǎng)絡(luò)資源與其他用戶共享。最后，用戶下載密文進(jìn)行解密。通過這種混合加密的方式，更加保證了用戶數(shù)據(jù)隱私的安全性。同時(shí)，方便了用戶對(duì)自己重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的操作。另外，加解密的效率也得到了一定的提升。
【專利說明】云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是給出一種云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)的方案，主要用于解決云環(huán)境下用戶隱私的安全問題，首先把云用戶隱私分等級(jí)歸類，再根據(jù)相應(yīng)的類別采用同態(tài)加密或基于屬性加密的加密方式。同時(shí)在云端時(shí)對(duì)用戶的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理與維護(hù)，屬于云計(jì)算安全領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]云計(jì)算是繼網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算之后計(jì)算機(jī)領(lǐng)域提出的又一大互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算模式，云計(jì)算可以分為三種服務(wù)模式:1aaS (Infrastructure-as-a-service,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))，消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)；PaaS (Platform-as-a-Service,平臺(tái)即服務(wù))，Paas實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)；SaaS(Software-as-a_Service,軟件即服務(wù)),它是通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動(dòng)。相對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算模式，云計(jì)算模式擁有以下優(yōu)勢(shì):按需自服務(wù)、無所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問、按使用付費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移等。
[0003]云計(jì)算模型能按需提供服務(wù)，并且通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的訪問可配置計(jì)算資源共享池，共享池包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、服務(wù)器、服務(wù)和應(yīng)用程序。云計(jì)算以盡可能少地管理成本、快速地配置提供和釋放資源。盡管云計(jì)算它有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但也有許多原因致使第三方不敢采用這種新的計(jì)算模式，安全和隱私保護(hù)被認(rèn)為是阻止用戶使用云計(jì)算的主要原因。由于服務(wù)外包給遠(yuǎn)端的服務(wù)器，安全和隱私成為云計(jì)算重要的考慮對(duì)象。一方面，用戶在開始交易前應(yīng)該認(rèn)證自己，以確保身份的合法性，另一方面，必須確保用戶的隱私數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云平臺(tái)上的安全性。用戶隱私必須保證以確定云平臺(tái)和其他用戶不能獲得用戶身份信息。云應(yīng)該要對(duì)用戶存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和它所提供的服務(wù)負(fù)責(zé)。用戶在云上存儲(chǔ)隱私數(shù)據(jù)也應(yīng)該確保有效性和完整性，不能被損害或者丟失。
[0004]云計(jì)算帶來的安全問題主要有虛擬化安全、應(yīng)用安全、身份信息的安全和數(shù)據(jù)安全等，隱私安全問題是這些安全中最為重要的。隨著云計(jì)算的普及，云端存儲(chǔ)了大量的用戶敏感信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，一旦用戶隱私被竊取，就很容易造成個(gè)人敏感信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的泄露，給企業(yè)和用戶帶來的損失也是無法彌補(bǔ)的。云計(jì)算的發(fā)展帶來了海量的訪問請(qǐng)求和復(fù)雜的用戶權(quán)限管理，從而推動(dòng)了隱私保護(hù)需求的不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的基于單一方式的隱私加密技術(shù)已經(jīng)不能滿足用戶的安全需求，目前也缺少對(duì)用戶隱私的歸類和比較以及。因此，開展云計(jì)算平臺(tái)的用戶隱私保護(hù)技術(shù)研究，能夠使云計(jì)算能夠?yàn)橛脩羲刨?，促進(jìn)云計(jì)算技術(shù)的大力發(fā)展，為中小企業(yè)和普通用戶帶來切身利益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種可靠的云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法，該方法可以提供一種安全、廉價(jià)、高效的數(shù)據(jù)存取和訪問服務(wù)。經(jīng)過隱私分類，將云用戶隱私歸成絕對(duì)保密的A類和可被部分可信用戶合理訪問的B類兩種，然后對(duì)A類用戶隱私制定同態(tài)加密策略，對(duì)B類的用戶隱私采用基于屬性的加密策略。既減少用戶敏感信息泄露所帶來的安全隱患，又方便一些可信機(jī)構(gòu)和用戶進(jìn)行合理訪問，保證云平臺(tái)的安全性和可用性，具有較高的研究意義。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明旨在對(duì)云用戶隱私進(jìn)行分類加密保護(hù)。首先將云用戶隱私數(shù)據(jù)分為絕對(duì)保密的A類和可被部分可信用戶合理訪問的B類兩種。對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行同態(tài)加密，確保重要的隱私更不容易被竊取，對(duì)B類數(shù)據(jù)使用XML語言對(duì)隱私屬性進(jìn)行描述，并使用由ABE發(fā)展來的CP-ABE算法對(duì)用戶隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并制定訪問控制樹，確?？尚庞脩暨M(jìn)行合理訪問。通過制定基于不同類別的加密策略，將使得云用戶的數(shù)據(jù)共享更加安全，使得云計(jì)算平臺(tái)更為可靠，增加了其可用性。
[0007]本發(fā)明的云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法具體包括以下步驟:
[0008]I).用戶首先將自己的數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái)，云服務(wù)提供商首先將用戶的信息分為A類和B類，A類是涉及用戶個(gè)人敏感信息和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，B類是Web數(shù)據(jù)隱私，涉及到用戶部分可公開的隱私，A類的保密等級(jí)高于B類，B類隱私可用XML語言進(jìn)行屬性描述；分類方式由云服務(wù)商制定并且根據(jù)云用戶的業(yè)務(wù)特征或行業(yè)特征進(jìn)行擴(kuò)展；
[0009]2).云端將隱私分類信息和策略樹返還給用戶，用戶在本機(jī)對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行同態(tài)加密，加密好數(shù)據(jù)發(fā)送至云端存儲(chǔ)，密鑰只有用戶擁有，云服務(wù)提供商無法獲得，若用戶要從云端提取A類數(shù)據(jù)及結(jié)果，經(jīng)下載后用自身密鑰進(jìn)行解密既可以得到數(shù)據(jù)；
[0010]3).針對(duì)B類數(shù)據(jù),制定相應(yīng)的訪問控制策略樹,訪問控制樹的結(jié)構(gòu)由樹形節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，樹中的中間節(jié)點(diǎn)表示與門AND與或門0R，樹的葉子節(jié)點(diǎn)表示用戶的屬性信息；B級(jí)所對(duì)應(yīng)的訪問控制樹表明只有研發(fā)部的經(jīng)理或者業(yè)務(wù)部的銷售或者公司總裁才具有訪問加密后的數(shù)據(jù)，故可以針對(duì)想要開放的人群設(shè)定相應(yīng)的訪問控制樹；
[0011]4).根據(jù)訪問控制樹進(jìn)行基于屬性的加密，用戶接收到來自云服務(wù)提供商返回的樹結(jié)構(gòu)描述訪問策略A。#后，便開始訪問可信任的授權(quán)機(jī)構(gòu)；
[0012]在Setup創(chuàng)建階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行，生成系統(tǒng)公鑰PK和主密鑰MK交給用戶；
[0013]KeyGen密鑰生成階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行,用戶將自己的屬性集Au提交給授權(quán)機(jī)構(gòu)，授權(quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)Au及創(chuàng)建階段的公鑰PK和主密鑰MK生成用戶屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK然后將公鑰PK和私鑰SK發(fā)送給用戶；
[0014]Encrypt加密階段:用戶使用PK，屬性訪問控制策略AC_CP對(duì)明文進(jìn)行加密處理生成密文C，然后將密文C連同屬性訪問控制策略Amp發(fā)送給云端存儲(chǔ)；云平臺(tái)接收到用戶傳送的數(shù)據(jù)后分配存儲(chǔ)空間進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0015]5).當(dāng)用戶要求在云服務(wù)端對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，云服務(wù)提供商將提供相應(yīng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間方便用戶進(jìn)行操作，計(jì)算結(jié)果也將以密文的方式存儲(chǔ)在云端；
[0016]6).當(dāng)其他用戶或者可信機(jī)構(gòu)想訪問用戶B類數(shù)據(jù)時(shí)，云服務(wù)提供商將根據(jù)訪問策略樹對(duì)訪問者進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限匹配；由于密文與屬性訪問控制策略Amp有關(guān)，只有屬性集Au滿足屬性訪問控制策略Amp時(shí)，用戶才能解密密文，解密過程為使用系統(tǒng)公鑰PK，和用戶的屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK對(duì)密文進(jìn)行解密處理；如果密文接收者的屬性集Au符合屬性訪問控制策略A。#則可以進(jìn)行解密工作，解密工作結(jié)束即可訪問B類數(shù)據(jù)。
[0017]有益效果:
[0018]1.對(duì)用戶而言，很多時(shí)候是既想要利用網(wǎng)絡(luò)資源，與別人共享信息，又不想透露涉及個(gè)人隱私的信息。采用同態(tài)加密和基于屬性加密相結(jié)合的方式，可以保證個(gè)人隱私的安全，也可以保證其他用戶對(duì)信息的合理訪問。
[0019]2.把云用戶重要的隱私信息進(jìn)行同態(tài)加密，密鑰只有用戶本身知道，云服務(wù)提供商和其他用戶都無法獲取，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性。由于同態(tài)加密方式的同態(tài)性，云用戶可以直接在云端進(jìn)行運(yùn)算操作自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，運(yùn)算結(jié)果以密文的方式存儲(chǔ)在云端，從而為用戶提供更加方便的計(jì)算。
[0020]3.對(duì)可被訪問的隱私信息采用基于屬性的加密方式，使得部分信息可被可信用戶訪問，對(duì)訪問用戶制定訪問控制策略樹來規(guī)范訪問權(quán)限，通過進(jìn)行屬性匹配來有效的實(shí)現(xiàn)訪問控制功能，只有用戶的屬性滿足訪問控制樹的才能夠進(jìn)行解密的操作，使得隱私數(shù)據(jù)可以與可信用戶共享。
[0021]4.通過這種混合加密的方式，數(shù)據(jù)隱私的安全性得到了提升，加解密效率也得到了一定的提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1云用戶隱私保護(hù)分類圖，
[0023]圖2訪問控制樹，
[0024]圖3同態(tài)加密過程圖，
[0025]圖4CP-ABE加密方案，
[0026] 圖5云用戶隱私保護(hù)方案流程。

【具體實(shí)施方式】
[0027]云計(jì)算相比傳統(tǒng)模式提供了許多優(yōu)勢(shì)，例如，信息共享在虛擬的環(huán)境中，動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性，軟件、平臺(tái)、存儲(chǔ)的虛擬化等等。然而云計(jì)算在帶給人們?cè)S多好處之外也產(chǎn)生了許多問題，如:性能問題，容錯(cuò)性，互操作性，數(shù)據(jù)從遺留系統(tǒng)中的遷移與轉(zhuǎn)化等，其中主要問題就是安全性，例如虛擬化安全、應(yīng)用程序安全、身份管理、隱私安全，其中最為擔(dān)心和重視的是用戶的隱私安全。如上的安全問題促使我們提出一種可靠的基于隱私級(jí)別進(jìn)行分類混合加密的云用戶數(shù)據(jù)保護(hù)方案，確保云平臺(tái)上用戶的隱私不被侵犯。
[0028]在云計(jì)算中，數(shù)據(jù)注定是要以密文的形式存放在云中，這樣是最基本也是最重要的一個(gè)安全手段。但是，如果數(shù)據(jù)完全是以密文形式存儲(chǔ)在云端的話，那么云也就相當(dāng)于一個(gè)巨大的硬盤，其他服務(wù)由于密文的限制很難得到使用。而我們知道，云存儲(chǔ)只是云計(jì)算的其中一個(gè)服務(wù)，它主要提供的服務(wù)，SaaS、PaaS，就會(huì)受到影響(如果要在云端進(jìn)行圖片或視頻的格式轉(zhuǎn)換，那么云端的軟件也無法處理密文的)。同態(tài)加密技術(shù)可以很好的解決這個(gè)問題，用戶通過同態(tài)加密，上傳密文，可直接在云端進(jìn)行操作，而隱私數(shù)據(jù)密文的密鑰云計(jì)算服務(wù)提供商無法知道，只有用戶自身擁有。
[0029]完全同態(tài)加密原理:
[0030]設(shè)一個(gè)代數(shù)系統(tǒng)U，它有一個(gè)集合S，一組運(yùn)算f\，f2，…，fn，一組謂詞Pi, P2,..., Pn，一些可出現(xiàn)的字符S1, S2, , Sn,把這代數(shù)系統(tǒng)定義為〈S ；?ν f2,..., fn ；P1, P2,..., Pn ;S!, S2,…’ sn>。在整數(shù)集合下有這樣的代數(shù)系統(tǒng)〈Z ;+, -，*，/ ;<, > ;0，1> ;再設(shè)一個(gè)代數(shù)系統(tǒng)C，把它定義為
[0031]〈S’ ;fV，f2’，...，fn’ ;p/，p2’，...，pn’ ！S1 ’，s2’，...，sn’ > ;有一個(gè)加密函數(shù)
Φ:S — S’，和與之對(duì)應(yīng)的解密函數(shù)Φ’:S’ 一 S ;對(duì)于m e S, c e S’，滿足Φ (m) = c, Φ’ (c)=m;如果 Φ 是同態(tài)的，則滿足 f? = Φ’ (f/ (c)),Pi(m)三 Φ’ (Pi，(c))。
[0032]同態(tài)加密是一種加密形式，它允許人們對(duì)密文進(jìn)行特定的代數(shù)運(yùn)算得到仍然是加密的結(jié)果，與對(duì)明文進(jìn)行同樣的運(yùn)算再將結(jié)果加密一樣。換言之，這項(xiàng)技術(shù)令人們可以在加密的數(shù)據(jù)中進(jìn)行諸如檢索、比較等操作，得出正確的結(jié)果，而在整個(gè)處理過程中無需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，從而從根本上解決將數(shù)據(jù)及其操作委托給第三方時(shí)的保密問題。利用這項(xiàng)全新的技術(shù)，未來的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器無須讀取敏感數(shù)據(jù)即可處理這些數(shù)據(jù)。
[0033]在云計(jì)算中，使用同態(tài)加密無法利用他人的網(wǎng)絡(luò)資源，如果想要與人共享信息，則要使用基于屬性的加密方式。而基于屬性的加密方式中最為重要的是訪問控制樹。訪問控制樹的每一個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn)由其孩子節(jié)點(diǎn)和一個(gè)門限值來描述，門限就是使得具有不同屬性的用戶可以通過不同的路徑到達(dá)該門限所在節(jié)點(diǎn)(表示特定的訪問等級(jí))的路徑數(shù)。假設(shè)num(x)是非葉子節(jié)點(diǎn)X的孩子節(jié)點(diǎn)數(shù)目，k(x)是其門限值,貝U有O < k(x) ( num(x)。當(dāng)k(x) = I時(shí)，門限是OR門；ik(x) = num(x)時(shí)，門限是AND門，顯然，k(x)還可以是非I和非num(x)的其他值。樹的每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)由一個(gè)屬性和門限值k(x) = I描述。parent (x)是節(jié)點(diǎn)X的父節(jié)點(diǎn)，index(x)是節(jié)點(diǎn)x的樹值，對(duì)以任意方式給定的密鑰，存取結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的index值是唯一指定的。當(dāng)x是葉子節(jié)點(diǎn)時(shí)，函數(shù)att (X)表示與樹的葉子節(jié)點(diǎn)相聯(lián)系的屬性。訪問樹規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)次序，即將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)從I~η編號(hào)。
[0034]想要訪問消息的用戶的屬性集包含加密消息的用戶在制定訪問策略時(shí)所定義的屬性集。設(shè)訪問樹T的根為r，Tx表示T的根為X的子樹，如果屬性集y滿足存取樹Tx，就用Tx (y) = I表示。Tx (y)計(jì)算如下:
[0035](1)如果X是非葉子節(jié)點(diǎn),對(duì)X的所有孩子節(jié)點(diǎn)X’計(jì)算Tx’ (y)。
[0036](2)當(dāng)且僅當(dāng)至少k(x)個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)的Tx’ (y)返回I時(shí)，Tx(y)才返回I。
[0037](3)如果X是葉子節(jié)點(diǎn)，且X是葉子節(jié)點(diǎn)，則Tx(y)返回I。
[0038]通過基于屬性的加密方式來實(shí)現(xiàn)云用戶對(duì)外包數(shù)據(jù)的訪問控制，而且可以有效解決訪問控制中對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行撤銷的問題。
[0039]兩種加密方式的結(jié)合，既保證了重要數(shù)據(jù)的安全性，又可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。
[0040]I).在這個(gè)體系中，用戶首先將自己的數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái)，云服務(wù)提供商首先將用戶的信息分為A類和B類，如圖1所示。分類方式由云服務(wù)商制定并且根據(jù)云用戶的業(yè)務(wù)特征或行業(yè)特征進(jìn)行擴(kuò)展。A類是涉及用戶個(gè)人敏感信息和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如身份證號(hào)，用戶偏好等，B類是Web數(shù)據(jù)隱私，涉及到用戶部分可公開的隱私，如:年齡，個(gè)人信用等。A類的保密等級(jí)高于B類。B類隱私可用XML語言進(jìn)行屬性描述，如表1所示。
[0041 ] 2).云端將隱私分類信息和策略樹返還給用戶，用戶首先在本機(jī)對(duì)對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行同態(tài)加密，加密好數(shù)據(jù)發(fā)送至云端存儲(chǔ)，密鑰只有用戶擁有，云服務(wù)提供商無法獲得。若用戶要從云端提取A類數(shù)據(jù)及結(jié)果，經(jīng)下載后用自身密鑰進(jìn)行解密既可以得到數(shù)據(jù)；
[0042]3).針對(duì)B類數(shù)據(jù),制定相應(yīng)的訪問控制策略樹。訪問控制樹的結(jié)構(gòu)由樹形節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，樹中的中間節(jié)點(diǎn)表示與門(AND)與或門(OR)，樹的葉子節(jié)點(diǎn)表示用戶的屬性信息。B級(jí)所對(duì)應(yīng)的訪問控制樹如圖3所示，表明只有研發(fā)部的經(jīng)理或者業(yè)務(wù)部的銷售或者公司總裁才具有訪問加密后的數(shù)據(jù)，故可以針對(duì)想要開放的人群設(shè)定相應(yīng)的訪問控制樹。
[0043]4).根據(jù)訪問控制樹進(jìn)行基于屬性的加密，CP-ABE機(jī)制如圖5所示。用戶接收到來自云服務(wù)提供商返回的樹結(jié)構(gòu)描述訪問策略A。#后，便開始訪問可信任的授權(quán)機(jī)構(gòu)。在Setup創(chuàng)建階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行，生成系統(tǒng)公鑰PK和主密鑰MK交給用戶。KeyGen密鑰生成階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行，用戶將自己的屬性集Au提交給授權(quán)機(jī)構(gòu)，授權(quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)Au及創(chuàng)建階段的公鑰PK和主密鑰MK生成用戶屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK然后將公鑰PK和私鑰SK發(fā)送給用戶；Encrypt加密階段:用戶使用PK，屬性訪問控制策略AC_CP對(duì)明文進(jìn)行加密處理生成密文C，然后將密文C連同屬性訪問控制策略Amp發(fā)送給云端存儲(chǔ)；云平臺(tái)接收到用戶傳送的數(shù)據(jù)后分配存儲(chǔ)空間進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0044]5).當(dāng)用戶要求在云服務(wù)端對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，云服務(wù)提供商將提供相應(yīng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間方便用戶進(jìn)行操作，計(jì)算結(jié)果也將以密文的方式存儲(chǔ)在云端。
[0045]6).當(dāng)其他用戶或者可信機(jī)構(gòu)想訪問用戶B類數(shù)據(jù)時(shí)，云服務(wù)提供商將根據(jù)訪問策略樹對(duì)訪問者進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限匹配。由于密文與屬性訪問控制策略Amp有關(guān)，只有屬性集Au滿足屬性訪問控制策略Amp時(shí)，用戶才能解密密文，解密過程為使用系統(tǒng)公鑰PK，和用戶的屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK對(duì)密文進(jìn)行解密處理。如果密文接收者的屬性集Au符合屬性訪問控制策略A。#則可以進(jìn)行解密工作，解密工作結(jié)束即可訪問B類數(shù)據(jù)。
[0046]本發(fā)明的云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法，減少了云環(huán)境下用戶的隱私被竊取的風(fēng)險(xiǎn)，確保重要的云用戶隱私數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)又保證了一定的數(shù)據(jù)共享，使得云安全平臺(tái)更加有效和安全，以下為云用戶隱私保護(hù)過程，
[0047]其對(duì)應(yīng)過程流程圖如圖5所不。
[0048](一 )云用戶隱私保護(hù)的過程
[0049]具體步驟如下所示:
[0050]1.首先根據(jù)圖1的隱私分類方案，對(duì)不同的隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。
[0051]2.對(duì)所分的A類隱私數(shù)據(jù)采用同態(tài)加密方式。
[0052]3.針對(duì)所分的B類隱私數(shù)據(jù)，構(gòu)建如圖2所示相應(yīng)的訪問控制樹。
[0053]4.將加密后的數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，如圖3所示。
[0054]5.對(duì)云端其他用戶實(shí)行訪問控制，對(duì)數(shù)據(jù)密文進(jìn)行讀的匹配操作，如圖4所示。
[0055]6.用戶在云端進(jìn)行操作，下載數(shù)據(jù)結(jié)果密文，用密鑰解密。
【權(quán)利要求】
1.一種云環(huán)境下基于屬性和同態(tài)混合加密的用戶隱私保護(hù)方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟: 1).用戶首先將自己的數(shù)據(jù)傳送至云平臺(tái)，云服務(wù)提供商首先將用戶的信息分為A類和B類，A類是涉及用戶個(gè)人敏感信息和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，B類是Web數(shù)據(jù)隱私，涉及到用戶部分可公開的隱私，A類的保密等級(jí)高于B類，B類隱私可用XML語言進(jìn)行屬性描述；分類方式由云服務(wù)商制定并且根據(jù)云用戶的業(yè)務(wù)特征或行業(yè)特征進(jìn)行擴(kuò)展； 2).云端將隱私分類信息和策略樹返還給用戶，用戶在本機(jī)對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行同態(tài)加密，加密好數(shù)據(jù)發(fā)送至云端存儲(chǔ)，密鑰只有用戶擁有，云服務(wù)提供商無法獲得，若用戶要從云端提取A類數(shù)據(jù)及結(jié)果，經(jīng)下載后用自身密鑰進(jìn)行解密既可以得到數(shù)據(jù)； 3).針對(duì)B類數(shù)據(jù),制定相應(yīng)的訪問控制策略樹,訪問控制樹的結(jié)構(gòu)由樹形節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，樹中的中間節(jié)點(diǎn)表示與門AND與或門0R，樹的葉子節(jié)點(diǎn)表示用戶的屬性信息；B級(jí)所對(duì)應(yīng)的訪問控制樹表明只有研發(fā)部的經(jīng)理或者業(yè)務(wù)部的銷售或者公司總裁才具有訪問加密后的數(shù)據(jù)，故可以針對(duì)想要開放的人群設(shè)定相應(yīng)的訪問控制樹； 4).根據(jù)訪問控制樹進(jìn)行基于屬性的加密，用戶接收到來自云服務(wù)提供商返回的樹結(jié)構(gòu)描述訪問策略Amp后，便開始訪問可信任的授權(quán)機(jī)構(gòu)； 在Setup創(chuàng)建階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行，生成系統(tǒng)公鑰PK和主密鑰MK交給用戶； KeyGen密鑰生成階段:由授權(quán)機(jī)構(gòu)執(zhí)行，用戶將自己的屬性集Au提交給授權(quán)機(jī)構(gòu)，授權(quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)Au及創(chuàng)建階段的公鑰PK和主密鑰MK生成用戶屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK然后將公鑰PK和私鑰SK發(fā)送給用戶； Encrypt加密階段:用戶使用PK，屬性訪問控制策略AC_CP對(duì)明文進(jìn)行加密處理生成密文C，然后將密文C連同屬性訪問控制策略Amp發(fā)送給云端存儲(chǔ)；云平臺(tái)接收到用戶傳送的數(shù)據(jù)后分配存儲(chǔ)空間進(jìn)行存儲(chǔ)； 5).當(dāng)用戶要求在云服務(wù)端對(duì)A類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，云服務(wù)提供商將提供相應(yīng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間方便用戶進(jìn)行操作，計(jì)算結(jié)果也將以密文的方式存儲(chǔ)在云端； 6).當(dāng)其他用戶或者可信機(jī)構(gòu)想訪問用戶B類數(shù)據(jù)時(shí)，云服務(wù)提供商將根據(jù)訪問策略樹對(duì)訪問者進(jìn)行身份認(rèn)證和權(quán)限匹配；由于密文與屬性訪問控制策略A。，有關(guān)，只有屬性集Au滿足屬性訪問控制策略A。#時(shí)，用戶才能解密密文，解密過程為使用系統(tǒng)公鑰PK，和用戶的屬性集對(duì)應(yīng)的私鑰SK對(duì)密文進(jìn)行解密處理；如果密文接收者的屬性集Au符合屬性訪問控制策略AmP，則可以進(jìn)行解密工作，解密工作結(jié)束即可訪問B類數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK104079574SQ201410311896
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】季一木, 匡子卓, 王汝傳, 孫延鵬, 蔣晨晨, 談杰, 談海宇, 袁永閣 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)