云存储安全服务

《信息科学技术学术著作丛书》序 前言 **部分云存储安全和密码学 第1章云计算概述3 1.1云计算3 1.1.1云计算发展历程4 1.1.2云计算应用5 1.1.3云存储服务6 1.2云安全问题7 1.2.1云存储的隐私保护8 1.2.2云存储的数据完整性审计9 1.2.3云存储的访问控制10 1.3本章小结11 参考文献11 第2章密码学基础12 2.1数学基础12 2.1.1双线性对12 2.1.2困难性问题12 2.1.3SVO逻辑15 2.1.4模糊集合与模糊控制15 2.1.5图17 2.1.6秘密共享和访问结构18 2.2对称密码学与散列函数及消息认证码22 2.2.1对称密码学22 2.2.2散列函数及消息认证码23 2.3公钥密码学23 2.3.1传统公钥密码学24 2.3.2基于身份密码学24 2.3.3基于属性密码学25 2.4本章小结26 参考文献26 第二部分隐私保护 第3章支持数据隐私和可用性的分布式云存储协议31 3.1背景及相关工作31 3.2支持数据隐私和可用性的分布式云存储模型33 3.3支持数据隐私和可用性的分布式云存储方案35 3.3.1系统设置35 3.3.2数据存储36 3.3.3数据恢复36 3.4方案分析37 3.4.1计算代价37 3.4.2存储代价38 3.4.3安全性能38 3.5仿真及其分析38 3.6本章小结39 参考文献40 第4章基于属性加密的私有云分布式云存储协议42 4.1背景及相关工作42 4.2私有云中安全分布式云存储模型43 4.3私有云中安全分布式云存储协议44 4.3.1初始化45 4.3.2加密45 4.3.3密文分发45 4.3.4分布式编码45 4.3.5部分解密46 4.3.6接近解密47 4.3.7解码47 4.4私有云中安全分布式云存储协议分析47 4.4.1正确性分析47 4.4.2算法复杂度分析48 4.4.3功能分析49 4.5安全性分析50 4.5.1安全性定义50 4.5.2多属性服务器分析50 4.5.3抗共谋攻击51 4.6本章小结52 参考文献52 第5章基于属性加密的混合云分布式云存储协议54 5.1背景及相关工作54 5.2混合云中接近分布式云存储模型55 5.3混合云中接近分布式云存储协议57 5.3.1初始化57 5.3.2加密57 5.3.3密文分发58 5.3.4分布式编码58 5.3.5解密密钥生成58 5.3.6解密59 5.3.7解码59 5.4混合云中接近分布式云存储协议分析60 5.4.1正确性分析60 5.4.2算法复杂度分析61 5.5安全性分析62 5.5.1多属性授权服务器分析62 5.5.2抗共谋攻击62 5.6本章小结63 参考文献64 第6章具有身份隐私保护功能的基于属性加密的分布式云存储协议66 6.1背景及相关工作66 6.2具有身份隐私保护功能的云存储隐私保护协议67 6.2.1初始化67 6.2.2匿名密钥生成68 6.2.3伪身份生成68 6.2.4加密68 6.2.5属性隐藏69 6.2.6密文分发69 6.2.7分布式编码69 6.2.8解密密钥生成69 6.2.9密文数据请求70 6.2.10解密70 6.2.11解码71 6.3算法复杂度分析71 6.4隐私性分析73 6.4.1数据内容的隐私性分析73 6.4.2身份信息的隐私性分析73 6.4.3访问结构的隐私性分析73 6.5本章小结74 参考文献74 第三部分数据完整性审计 第7章分布式云存储环境下的数据完整性审计协议79 7.1背景及相关工作79 7.2分布式云存储环境下的数据完整性审计方案80 7.2.1安全需求80 7.2.2完整性审计方案描述81 7.2.3具体方案设计82 7.3性能及安全性分析84 7.3.1完整性审计方案正确性84 7.3.2门限安全性84 7.3.3计算代价85 7.3.4仿真结果86 7.4本章小结87 参考文献87 第8章支持公众审计的数据完整性审计89 8.1背景及相关工作89 8.2支持公众审计的数据完整性审计方案91 8.2.1公众审计92 8.2.2安全公众审计系统93 8.2.3公众批量审计功能93 8.3性能及安全性分析94 8.3.1计算代价94 8.3.2存储正确性95 8.3.3隐私保护性95 8.3.4仿真结果96 8.4本章小结97 参考文献97 第9章支持完整性审计的安全存储协议99 9.1背景及相关工作99 9.2支持完整性审计的安全存储方案100 9.2.1方案综述100 9.2.2方案设计101 9.2.3算法设计104 9.3性能分析105 9.3.1时间开销分析106 9.3.2存储开销分析106 9.3.3通信开销分析106 9.4安全性分析107 9.4.1恶意服务器欺骗107 9.4.2恶意客户端攻击108 9.5本章小结109 参考文献110 第10章支持群体协作的基于属性加密协议及其在安全云存储中的应用112 10.1背景及相关工作112 10.2支持群体协作的基于属性加密协议的定义和安全模型114 10.2.1支持群体协作的基于属性加密协议的定义114 10.2.2支持群体协作的基于属性加密协议的Selective-Set安全模型114 10.3支持群体协作的基于属性加密协议115 10.3.1系统初始化115 10.3.2加密116 10.3.3密钥生成116 10.3.4解密116 10.4支持群体协作的基于属性加密协议的应用117 10.4.1初始化117 10.4.2加密117 10.4.3密文编码117 10.4.4数据完整性编码118 10.4.5数据完整性审计118 10.4.6属性私钥获取118 10.4.7解密118 10.4.8解码118 10.5安全性证明119 10.6实验仿真121 10.6.1仿真环境121 10.6.2仿真结果122 10.7本章小结122 参考文献123 第11章基于身份的不可否认的动态数据完整性审计125 11.1背景及相关工作125 11.2基于身份的不可否认的动态数据完整性审计模型127 11.2.1ID-NP-DPDP的结构127 11.2.2映射版本号表128 11.3基于身份的不可否认的动态数据完整性审计方案129 11.4性能及安全性分析133 11.4.1安全性分析133 11.4.2效率分析134 11.4.3与其他方案的比较134 11.5本章小结135参考文献135 第四部分访问控制服务 第12章云存储中的安全认证服务139 12.1背景及相关工作139 12.2安全认证签名方案141 12.2.1方案设计141 12.2.2方案证明144 12.3性能分析146 12.4安全性分析147 12.4.1选择消息攻击147 12.4.2选择密文攻击150 12.5方案改进152 12.6本章小结153 参考文献153 第13章安全访问服务155 13.1背景及相关工作155 13.2安全访问服务方案157 13.2.1策略模型157 13.2.2策略设定158 13.2.3模糊化158 13.2.4访问评估159 13.2.5去模糊化159 13.3性能分析160 13.3.1存储开销160 13.3.2时间开销160 13.3.3可访问性161 13.4安全性分析162 13.4.1直接攻击162 13.4.2间接攻击163 13.5本章小结163 参考文献163 第14章无向无状态传递签名方案165 14.1背景及相关工作165 14.1.1研究背景165 14.1.2Bellare和Neven的方案167 14.2模型定义167 14.2.1传递签名语义167 14.2.2传递签名方案正确性要求168 14.2.3传递签名安全模型168 14.3无向无状态传递签名方案170 14.3.1算法设计170 14.3.2正确性分析171 14.3.3安全性分析172 14.3.4性能分析174 14.4本章小结175 参考文献176 第15章云存储中图状大数据的安全认证177 15.1背景及相关工作177 15.1.1研究背景177 15.1.2相关工作178 15.2模型定义179 15.2.1广义指定验证者传递签名语义179 15.2.2广义指定验证者传递签名安全模型180 15.3基于one-more BDH的广义指定验证者传递签名方案182 15.3.1算法设计182 15.3.2安全性证明184 15.3.3性能分析188 15.4基于RSA的广义指定验证者传递签名方案189 15.4.1算法设计189 15.4.2安全性证明191 15.4.3性能分析195 15.5本章小结195 参考文献196