基于属性的云计算数据访问控制技术研究

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1、基于属性的云计算数据访问控制技术研究(申请清华大学工学博士学位论文)培养单位：计算机科学与技术系学科：计算机科学与技术研究生：王于丁指导教师：杨家海教授二○一七年十二月ResearchontheAttribute-basedDataAccessControlforCloudComputingDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosophyinComputeS

2、cienceandTechnologybyWangYudingDissertationSupervisor:ProfessorYangJiahaiDecember,2017摘要摘要随着云计算技术的快速发展，云计算中数据的安全问题备受关注。访问控制机制是保护数据不被未授权用户使用和访问的一种手段。但是在云计算环境中，用户对上传到云中的数据失去了控制，进而失去了对数据的保护，传统的访问控制机制又难以适应云计算开放性、共享性、弹性等特点，不能提供对数据高效安全的访问控制服务。因此，需要设计与云计算相适应的访问控制机制来保护数据的机

3、密性、完整性、可用性。针对这个问题，本文以用户和数据的属性为基础，分别从模型、加密和签名三个方面，对云计算数据的访问控制技术进行了研究。结果表明，新的方法能够在云计算环境下为用户访问数据提供动态、安全、细粒度的访问控制保障。具体研究内容和创新点如下：1.访问控制模型方面：提出了一种基于属性和角色的云计算数据访问控制模型ARACCC。本文从云计算实际出发，在基于角色的访问控制（RBAC）和基于属性的访问控制（ABAC）的基础上引入了实体属性元素并进行了细化，用户能够通过自身和所在租户的属性，以及当前的状态分配相应的角色，从而访

4、问不同属性的数据。解决了传统访问控制模型无法适应新的云计算环境，且大规模用户对海量数据的访问控制不够灵活的问题。2.加密机制方面：提出了一种包含访问权限的云计算数据属性基加密方案ABEPCC。本文在密文策略的属性基加密（CP-ABE）基础上设置了权限控制密钥来加密云中的数据，数据提供者通过对权限控制密钥的选择来控制数据的访问权限，解决了当前CP-ABE中数据提供者只能让用户读取数据而不能写数据，访问控制机制不灵活，效率低的问题。3.签名机制方面：提出了一种可溯源的云计算数据属性基签名方案TABSCC。本文在属性基签名（ABS

5、）基础上设置了溯源密钥，用户通过溯源密钥来加密的身份信息，云平台验证签名通过后得到溯源密钥，并解密得到用户身份，解决了当前ABS中用户通过恶意签名来获得访问权限这一问题，提高了访问控制机制的安全性。关键词：属性，云计算，访问控制模型，属性基加密，属性基签名IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofcloudcomputing,thedatasecurityincloudcomputingisamatterofgreatconcern.Accesscontrolmechanismisa

6、methodwhichprotectsdatanottobeusedandaccessedbyunauthorizedusers.Butincloudcomputingenvironment,userslosethecontroltothedatauploadedtothecloudserver,thenlosetheprotectionofthedata,traditionalaccesscontrolmechanismisdifficulttoadapttothecharacteristicsofopenness,sha

7、ringandflexibilityofcloudcomputing,andcannotprovideefficientandsecurityaccesscontrolservicefordata.Soitneedstodesigntheaccesscontrolmechanismwhichadaptstothecloudcomputingtoprotecttheconfidentiality,integrity,availabilityofthedata.Todealwiththeissues,thepaperdisser

8、tationresearchesthedataaccesscontroltechnologyforcloudcomputingfrommodel,encryptionandsignaturethreeaspectsbasedontheattributesofusersanddatas.Th