3、基于属性的加密和访问控制技术详解

基于属性的加密和访问控制技术详解

在当今数字化时代，数据的安全访问和管理变得至关重要。基于属性的加密（Attribute - Based Encryption，ABE）及其相关的访问控制技术，为解决数据安全问题提供了新的思路和方案。本文将深入探讨ABE的相关概念、数学基础、基本构建组件以及常见的ABE方案。

1. ABE - 基于属性的访问控制概述

1.1 动机

通过一个医院环境中的访问控制示例，我们可以清晰地看到ABE - 基于属性的访问控制（ABAC）方法的显著特点。假设一位在菲尼克斯医院就诊的先天性心脏病患者及其父母在周末前往加利福尼亚州时遇到紧急情况，但由于缺乏有效的医院间数据访问和共享解决方案，他们无法获取存储在菲尼克斯医院的先前诊断数据，只能等待整个周末。然而，根据相关法规，个人有权访问和管理自己的健康和医疗数据。现有的以提供者为中心或基础设施为中心的数据访问控制方法，如大多数可扩展访问控制标记语言（XACML）解决方案，依赖于可信的访问控制服务提供商来管理用户的数据访问，难以满足这一需求。

在这个例子中，菲尼克斯医院希望采用以数据为中心的访问方法，允许患者通过手机轻松访问、管理和与相关方共享数据，以避免医院间的数据共享障碍。用户的医疗记录可以存储在任何存储服务中，包括公共存储和个人设备，并且数据必须始终加密。此外，安全访问控制策略必须在存储服务提供商和用户端设备上统一执行。ABE - 基于属性的访问控制是满足这些要求的合适解决方案。

除了个人/家庭医疗保健应用场景（到2020年潜在市场规模达3500亿美元），新兴的分布式存储服务、软件定义存储（SDS）和基于区块链的应用，由于具有相似的访问控制要求，也可以从ABE - 基于