Efficient and Secure Data Sharing Using Attribute-based Cryptography
Creators: name: SEPEHRI, MASOOMEH
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2018

description: La crescita incontrollata di dati prodotti da molte sorgenti, eterogenee e di- namiche, spinge molti possessori di tali dati a immagazzinarli su server nel cloud, anche al fine di condividerli con terze parti. La condivisione di dati su server (possibilmente) non fidati fonte di importanti e non banali questioni riguardanti sicurezza, privacy, confidenzialit e controllo degli accessi. Al fine di prevenire accessi incontrollati ai dati, una tipica soluzione consiste nel cifrare i dati stessi. Seguendo tale strada, la progettazione e la realizzazione di politiche di accesso ai dati cifrati da parte di terze parti (che possono avere differenti diritti sui dati stessi) un compito complesso, che impone la presenza di un controllore fidato delle politiche. Una possibile soluzione l?impiego di un meccanismo per il controllo degli accessi basato su schemi di cifratura attribute-base (ABE ), che permette al possessore dei dati di cifrare i dati in funzione delle politiche di accesso dei dati stessi. Di contro, l?adozione di tali meccanismi di controllo degli accessi presentano due problemi (i) privacy debole: le politiche di accesso sono pubbliche e (ii) inefficienza: le politiche di accesso sono statiche e una loro modifica richiede la ricifratura (o la cifratura multipla) di tutti i dati. Al fine di porre rimedio a tali problemi, il lavoro proposto in questa tesi prende in con- siderazione un particolare schema di cifratura attribute-based, chiamato inner product encryption (IPE, che gode della propriet attribute-hiding e pertanto riesce a proteggere la privatezza delle politiche di accesso) e lo combina con le tecniche di proxy re-encryption, che introducono una maggiore flessibilit ed efficienza. La prima parte di questa tesi discute l?adeguatezza dell?introduzione di un meccanismo di controllo degli accessi fondato su schema basato su inner product e proxy re-encryption (IPPRE ) al fine di garantire la condivisione sicura di dati immagazzinati su cloud server non fidati. Pi specificamente, proponiamo due proponiamo due versioni di IPE : in prima istanza, presentiamo una versione es- tesa con proxy re-encryption di un noto schema basato su inner product [1]. In seguito, usiamo tale schema in uno scenario in cui vengono raccolti e gestiti dati medici. In tale scenario, una volta che i dati sono stati raccolti, le politiche di ac- cesso possono variare al variare delle necessit dei diversi staff medici. Lo schema proposto delega il compito della ricifratura dei dati a un server proxy parzial- mente fidato, che pu trasformare la cifratura dei dati (che dipende da una polit- ica di accesso) in un?altra cifratura (che dipende da un?altra politica di accesso) senza per questo avere accesso ai dati in chiaro o alla chiave segreta utilizzata dal possessore dei dati. In tal modo, il possessore di una chiave di decifratura corrispondente alla seconda politica di accesso pu accedere ai dati senza intera- gire con il possessore dei dati (richiedendo cio una chiave di decifratura associata alla propria politica di accesso). Presentiamo un?analisi relativa alle prestazioni di tale schema implementato su curve ellittiche appartenenti alle classi SS, MNT e BN e otteniamo incoraggianti risultati sperimentali. Dimostriamo inoltre che lo schema proposto sicuro contro attacchi chosen plaintext sotto la nota ipotesi DLIN. In seconda istanza, presentiamo una versione ottimizzata dello schema proposto in precedenza (E-IPPRE ), basata su un ben noto schema basato suinner product, proposto da Kim [2]. Lo schema E-IPPRE proposto richiede un numero costante di operazioni di calcolo di pairing e ci garantisce che gli oggetti prodotti dall esecuzione dello schema (chiavi di decifratura, chiavi pubbliche e le cifrature stesse) sono di piccole rispetto ai parametri di sicurezza e sono efficientemente calcolabili. Testiamo sperimentalmente l?efficienza dello schema proposto e lo proviamo (selettivamente nei confronti degli attributi) sicuro nei confronti di attacchi chosen plaintext sotto la nota ipotesi BDH. In altri termini, lo schema proposto non rivela alcuna informazione riguardante le politiche di accesso. La seconda parte di questa tesi presenta uno schema crittografico per la condivisione sicura dei dati basato su crittografia attribute-based e adatto per scenari basati su IoT. Come noto, il problema principale in tale ambito riguarda le limitate risorse computazionali dei device IoT coinvolti. A tal proposito, proponiamo uno schema che combina la flessibilit di E-IPPRE con l?efficienza di uno schema di cifratura simmetrico quale AES, ottenendo uno schema di cifratura basato su inner product, proxy-based leggero (L-IPPRE ). I risultati sperimentali confermano l?adeguatezza di tale schema in scenari IoT.Riferimenti [1] Jong Hwan Park. Inner-product encryption under standard assumptions. Des. Codes Cryptography, 58(3):235?257, March 2011. [2] Intae Kim, Seong Oun Hwang, Jong Hwan Park, and Chanil Park. An effi- cient predicate encryption with constant pairing computations and minimum costs. IEEE Trans. Comput., 65(10):2947?2958, October 2016.