具有访问控制功能的密文查询方案设计与实现

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1、硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文具有访问控制功能的密文查询方案设计与实现THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCIPHERTEXTQUERYSCHEMESUPPORTINGACCESSCONTROL黄黄黄家家家俊俊俊哈哈哈尔尔尔滨滨滨工工工业业业大大大学学学2017年年年12月月月国内图书分类号：TP309.7学校代码：10213国际图书分类号：004.6密级：公开工工工学学学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文具有访问控制功能的密文查询方案设计与实现硕士研究生：黄家俊导师：蒋琳助理教授

2、申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP309.7U.D.C:004.6AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCIPHERTEXTQUERYSCHEMESUPPORTINGACCESSC

3、ONTROLCandidate:JiajunHuangSupervisor:Asst.Prof.LinJiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerScienceandTechnologyAliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2017Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨

4、工业大学工学硕士学位论文摘要随着云计算的迅速发展，用户开始将数据存储在云服务器上，以节省自身的开销，实现便捷的多点访问。但是云服务器易遭受外部攻击，其本身也并非完全可信。为了保护用户云端数据的隐私，数据以密文的形式存储。对密文数据搜索的需求催生了可搜索加密技术。为了使可搜索加密方案适用于多用户场景，可搜索加密方案应当支持授权搜索，即系统中不同属性的用户具有不同的密文查询权限。另外，系统对于用户的属性应该具有撤销的权利。为了支持不同的查询操作，可搜索加密方案应支持多样性的查询条件。然而，当前授权的可搜索加密技术

5、对于查询条件多样性、属性撤销和计算效率不高问题还存在许多的不足和亟待改进的地方。针对上述问题，本文对授权查询、属性撤销和多样性查询条件问题进行了深入的研究。通过结合可搜索加密技术以及属性加密技术，在现有方案的基础上提出了一个支持访问控制功能的密文查询方案并给出了具体的系统实现。在本方案中，数据拥有者在建立密文索引时加入访问控制策略。因此，只有当数据查询用户的属性满足访问控制策略时，才能够搜索到所有满足查询条件的数据。另外，本方案支持用户属性的撤销，并在属性撤销过程中，将密文更新的工作转移给云服务器完成，方案在

6、保证安全性的前提下，进一步降低了用户的计算代价。针对查询条件的多样性问题，通过对谓词加密算法进行改进，本方案实现了多条件融合密文云数据查询机制，支持等值查询、比较查询、范围查询、“与”运算和“或”运算。为了提高算法的效率，本文的算法采用质数阶群的双线性映射运算，较之合数阶的双线性群运算效率上得到了有效的提升。在提高效率的同时，本文还给出了方案的计算一致性，复杂度以及安全性的分析和证明。最后，完成了系统的设计和实现，并针对系统的测试结果进行了性能分析，验证了算法的正确性和有效性。关键词：可搜索加密；属性加密；访

7、问控制；多样性查询；属性撤销-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofcloudcomputing,usersbegintostoredataonthecloudservertosavetheirownoverheadandfacilitateconvenientmulti-pointaccess.Butinreallife,cloudserversareoftenunsafe.Inordertoprotecttheprivacyofuserdata

8、,thedataisgenerallystoredintheformofciphertextinacloudserver.Theneedforciphertextdatasearchgeneratedasearchableencryptiontechnology.Inordertomakethesearchableencryptionschemesuitableformorepracticalapp