9、基于属性加密与访问控制的隐私保护技术详解

基于属性加密与访问控制的隐私保护技术详解

在当今数字化时代，数据的安全与隐私保护至关重要。基于属性的加密（Attribute-Based Encryption，ABE）技术为数据的访问控制提供了一种有效的解决方案。本文将详细介绍一种隐私保护的基于属性加密（PP - AB - BE）方案，包括其系统设置、广播加密过程、信息理论最优性以及系统性能评估。

1. PP - AB - BE 系统设置

在一个拥有 N 个用户的 PP - AB - BE 系统中，每个用户会被分配一个 n 位的二进制 ID（(b_0b_1 \cdots b_n)），其中 (n = \log N)。根据这个 ID，我们可以定义 n 个比特分配属性 ({B_1,B_2, \cdots, B_n})。每个用户会根据自己的 ID 被分配 n 个比特分配属性值：如果 (b_i = 1)，则分配 (B_i^+)；如果 (b_i = 0)，则分配 (B_i^-)。

例如，在一个最多有 8 个用户的系统中，每个用户会被分配 3 个比特分配属性来表示其 ID 中的比特值。

除了比特分配属性，系统还会选择 m 个描述性属性，这些属性用于描述解密者的社会或角色特征，如“CS”、“EE”、“Student”、“Faculty”等。每个描述性属性有 ({1,0,*}) 三种值。

认证机构（TA）会根据这些属性生成 (3n + 3m) 个属性值，并运行 Setup((n + m)) 算法来生成公钥和私钥。

2. 广播加密

为了控制广播消息的访问权限，发送者需要使用描述性属性或比特分配属性来指定访问策略。例如，如果 Alice 想向所有 CS 学生发送消息，