具有隐私保护的云数据安全计算和灵活访问控制关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61802293
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    丁文秀
  • 依托单位：
    西安电子科技大学
  • 学科分类：
    F0205.网络与系统安全
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

According to the privacy preservation demand of cloud users and the development requirement of cloud services, this project makes a comprehensive research on data outsourcing, computation and access control. Current researches still have the following weakness: 1)they focus on a single data type but neglect the outsourcing and computation on a hybrid dataset of integers and rational numbers; 2)homomorphic encryption sets a limitation on the length of plaintext, which easily leads to overflow during multiplication; 3)the researches on encrypted data computation and access control are relatively independent and do not take into consideration the flexible access control over the encrypted data computation results. In order to solve these problems, we first construct an efficient outsourcing scheme based on partially homomorphic encryption, which can deal with multiple types of data. Secondly, we design methods to achieve the secure computations on integers and rational numbers, including maximum and minimum computation, multiplication over large numbers. Thirdly, we first combine the encrypted data computation and access control based on homomorphism and secret sharing to guarantee the security of computation results. The research achievements of this project provide a significant theoretical basis and technology support for privacy preservation in cloud computing.
针对云用户的隐私保护需求和云服务的发展需求，本项目拟重点研究云数据的外包、计算和访问控制机制。现有相关研究还存在许多不足：1）只关注单一类型的数据，忽略了整数、分数等混合数据集的外包和密文计算；2）同态加密算法限制明文的长度，在乘法运算时，数据极易溢出，这限制了大数的外包与计算；3）密文计算和访问控制的研究相对独立，忽略了数据计算结果的灵活访问控制问题。为突破这些难题，本项目将首先利用半同态加密算法设计自适应的数据外包方案，实现分数、整数等数据的有效外包。其次，设计分数、整数等混合类型的密文计算，并设计整数的最大最小值计算方案以及支持溢出检测的大数乘法。最后，研究属性加密算法的同态特性，利用密钥分割的方式，将密文计算与访问控制机制结合起来。本项目的研究成果为云计算环境下用户的隐私保护提供了重要的理论支持和技术支持。

结项摘要

云数据的安全分析和访控是云服务的安全基础，是关系其发展的重要课题。本项目从云用户的隐私保护需求和云服务的发展需求出发，重点研究多类型云数据的外包、计算和访问控制机制。具体包括：多类型数据（整数，分数，大整数等）的安全外包；密文数据的安全计算（最大最小值计算、大数乘法、分数计算）；数据分析结果的灵活访问控制机制；研发集外包、计算和访控为一体的系统。解决了多类型数据外包，多样化密文分析以及访控与分析相结合的三个关键科学问题。项目获得一系列密文数据的安全计算和灵活访问控制算法和协议，具体包括：1）隐私保护的数据分析方案；2）多类型数据安全分析；3）系统开发和应用探索。.项目执行期间发表和录用了10余篇论文，中科院二区及以上论文6篇，ESI热点论文一篇，成果已经被他人多次引用。授权国际专利群1项，授权中国专利2项，申请国际PCT专利1项和中国发明专利3项，国际专利均被工业界采纳。研发完成1个原型验证系统。研究成果为云服务的拓展和普及提供重要的理论基础和技术支持。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（7）
Security Vulnerabilities of SGX and Countermeasures: A Survey
新交所安全漏洞及对策：调查
  • DOI：
    10.1145/3456631
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACM Computing Surveys
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Fei Shufan;Yan Zheng;Ding Wenxiu;Xie Haomeng
  • 通讯作者：
    Xie Haomeng
An Extended Framework of Privacy-Preserving Computation With Flexible Access Control
具有灵活访问控制的隐私保护计算扩展框架
  • DOI：
    10.1109/tnsm.2019.2952462
  • 发表时间：
    2020-06-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON NETWORK AND SERVICE MANAGEMENT
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Ding, Wenxiu;Hu, Rui;Dong, Mianxiong
  • 通讯作者：
    Dong, Mianxiong
A survey on data fusion in internet of things: Towards secure and privacy-preserving fusion
物联网数据融合调查：迈向安全和隐私保护的融合
  • DOI：
    10.1016/j.inffus.2018.12.001
  • 发表时间：
    2019-11-01
  • 期刊：
    INFORMATION FUSION
  • 影响因子：
    18.6
  • 作者：
    Ding, Wenxiu;Jing, Xuyang;Yang, Laurence T.
  • 通讯作者：
    Yang, Laurence T.
B4SDC: A Blockchain System for Security Data Collection in MANETs
B4SDC：MANET 中安全数据收集的区块链系统
  • DOI：
    10.1109/tbdata.2020.2981438
  • 发表时间：
    2022-06
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Big Data
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Gao Liu;Huidong Dong;Zheng Yan;Xiaokang Zhou;Shohei Shimizu
  • 通讯作者：
    Shohei Shimizu
A Survey on Secure Data Analytics in Edge Computing
边缘计算中安全数据分析的调查
  • DOI：
    10.1109/jiot.2019.2897619
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL
  • 影响因子：
    10.6
  • 作者：
    Liu, Dan;Yan, Zheng;Atiquzzaman, Mohammed
  • 通讯作者：
    Atiquzzaman, Mohammed

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其他文献

秦岭-大别及邻区S波速度及其在秭归地震定位中的应用
  • DOI：
    10.14075/j.jgg.2018.04.004
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    大地测量与地球动力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁文秀;申学林;廖武林;周 闻云;李媛;魏贵春;曹正琦
  • 通讯作者：
    曹正琦
氧化铝陶瓷复合膜顶膜显微结构与渗透性能的可控制备
  • DOI：
    10.13957/j.cnki.tcxb.2018.01.009
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    陶瓷学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡学兵;丁文秀;张小珍;汪永清;周健儿
  • 通讯作者：
    周健儿
电离辐射和紫杉醇诱导的KB细胞中SPATA5L1和Cyclin B2表达的变化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    辐射研究与辐射工艺学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨丹;许玉杰;白洁;翁婉雯;丁文秀;洪承皎
  • 通讯作者：
    洪承皎
基于近台数据的2017-06巴东M4.3地震序列震源深度研究
  • DOI：
    10.14075/j.jgg.2018.01.004
  • 发表时间：
    2018-01
  • 期刊：
    大地测量与地球动力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    申学林;王秋良;魏贵春;丁文秀
  • 通讯作者：
    丁文秀
基于分层深度学习的鲁棒行人分类
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    光电工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁文秀;孙锐;闫晓星
  • 通讯作者：
    闫晓星

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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