群签名技术-数据确权模型分析

群签名

定义：
群签名技术是一种允许一个群体中的任意成员，以匿名方式代表整个群体对消息进行签名，并可公开验证的机制。在云环境中，用户依赖CSP存储数据且没有本地数据副本，因此确保数据正确地存储在云中显得尤其重要。为了减少因周期性检查而带来的在线负担并且节省计算资源，引入TPA代替用户检查外包数据的完整性，希望通过TPA来保护数据隐私，并确保用户数据不会泄露给TPA。

模型如图所示，包括四个主体：用户（Client）、云存储服务器（CS，Cloud Server）、云组合服务器（CCS，Cloud Combiner Server）和第三方审计者（TPA，Third Party Auditor）。此方案可实现以下功能：正确性、安全有效的用户撤销、大数据隐私保护、身份隐私保护、多用户更新、认证、大群组的支持。

创新点：
首次提出电网链上数据流通（data exchange on chain，DEOC）架构，DEOC架构由用户模块、密钥分发模块、访问控制策略模块以及数据分析模块构成。
用户模块由数据拥有者及数据访问者构成。其中数据拥有者将可共享的数据发送至区块链网络，同时可对数据访问者设置访问策略。数据访问者则基于自身的数据属性集合来判定是否拥有访问数据的权限，取得数据访问权限后可对数据进行进一步的分析操作。
密钥分发模块主要由密钥分发中心进行控制。密钥分发中心在访问控制阶段和数据处理阶段都会参与密钥分发和数据加密过程。在访问控制阶段，因共享数据集庞大，考虑到加密效率问题，采用对称加密算法对共享数据属性集进行加密。为了保证较高的加解密效率，同时有效避免因暴力破解而导致的密钥泄露，本模块采用对称加密算法AES-192加密共享数据，该生成密钥由一对192位的随机数进行加法运算后执行哈希算法SHA192得出。
访问控制模块基于CP-ABE算法实现基于密文策略的属性加密。其中密钥分发中心结合安全参数生成系统公钥、系统主密钥以及用户的解密密钥。数据拥有者设置访问策略，并将公钥和访问策略嵌入密文中。数据访问者使用解密密钥来获取密文。
数据分析模块基于Paillier算法对数据进行加法同态加密，对最终结果进行范围型验证，得出结论，并将结论告知数据访问者。