基于信誉的云计算身份管理方法，将实际交互中参与的各方抽象为四个角色：用户、云计算服务提供者、身份注册机构及去匿名化机构；用户：云服务的访问者，也是匿名的要求者与受益者，承受CSP对自己的评价，从IdP获取自身信誉值；CSP：给用户提供服务，对用户的表现进行评价；IdP：提供用户注册服务，给用户提供身份证书及信誉证书，根据反馈计算用户信誉值；DA：打开用户的假名，提供用户身份相关的信息；分为5个阶段，环境建立阶段、用户注册阶段、身份认证阶段、信誉值处理阶段及打开假名阶段；本发明专利技术安全有效地实现了云计算中的用户管理，在保护用户隐私的同时还可以对用户的可信性进行有效评估。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及身份签名、盲签名、零知识认证、云计算匿名访问、信誉管理技术。
技术介绍
云计算以资源池的形式为公众提供基础设施、平台、软件等服务。其开放性使得用 户可以在任何时候、任何地点、以任何方式（比如工作站、笔记本、智能手机等）通过互联网 访问云服务。开放性为云计算身份管理带来了新的问题： -、数据外包带来隐私泄露。在开放的环境中，用户访问云服务时需要进行验 证。如果用户以真名（或固定用户名）登录，由于数据的外包，云计算服务提供者（Cloud ComputingServiceProvider，CSP)对用户数据具有控制权。那么用户的敏感信息比如登 录名、长期的行为等都可能被CSP非法利用，如挖掘用户隐私等。 二、多租户带来管理问题。为防止泄露隐私，用户以假名登录，那么需要针对每一 个云服务，每一个具体应用，每一次会话都使用不同的假名才能保证用户的隐私。如果由用 户管理对应的假名及密码，该管理工作将是十分繁琐的。且不具有连续性的假名使用户无 法积累在CSP端的彳目誉。 三、多租户给CSP带来威胁。如果任何用户都可以访问云服务，则恶意用户可能会 借机对云服务本身进行破坏，比如盗取数据、执行漏洞扫描、发起拒绝服务攻击（Denialof Service，DoS)等。特别是如果允许用户以假名登录，恶意用户可以进行漂白攻击，即有过 破坏行为的恶意用户，只要在下一次访问该服务时使用新的假名，仍然能进行正常访问，甚 至继续实施破坏行为。 针对以上问题，现有的云计算身份管理方法虽然实现了用户身份的隐藏，但存在 一些问题： -是现有的用户匿名管理方法中用户的历史行为与固定的用户相关联，分析者可 以通过挖掘用户的历史行为，获取用户隐私。 二是现有群签名技术不利于动态的成员加入与离开，与云计算的开放性相冲突。
技术实现思路
为了解决上述云计算身份管理问题，实现真正的用户身份与假名不可关联的匿名 性，适应云计算环境的要求，本专利技术提供了一种。 本专利技术的技术方案是：，该方法对现有的匿名访 问方法进行改进，并引入了信誉机制，解决了信誉记录与匿名性之间的矛盾。用户在访问云 服务过程中，不同的会话使用不同的假名，并且该假名不可追踪，实现了真正的匿名访问。 信誉的引入便于云计算服务提供者识别恶意用户，对云服务能够起到保护作用。具体模型 设计如下： 模型的设计首先需要做一些合理的假定，以便能正常的运行。首先假设存在一个 仲裁机构，其职能类似一个政府权威部门，能够打开用户的匿名信息；其次假设在每个实体 之间的通信信道是安全的。 R頂将实际交互中参与的各方抽象为四个角色：用户（User，U)、CSP、身份注册机 构（IdentityProvider，IdP)及去匿名化机构（De-anonymizingAuthority，DA)〇:>用户：云服务的访问者，也是匿名的要求者与受益者，承受CSP对自己的评价， 从IdP获取自身信誉值；灸CSP:给用户提供服务，对用户的表现进行评价； :>IdP:提供用户注册服务，给用户提供身份证书及信誉证书，根据反馈计算用户 信誉值； >DA :打开用户的假名，提供用户身份相关的信息。 本专利技术包括5个阶段，即环境建立阶段、用户注册阶段、身份认证阶段、信誉值处 理阶段及打开假名阶段。 环境建立阶段：初始建立时，首先创建IdP、DA及CSP公共参数，然后产生签名所需 的公私密钥；密钥产生操作如下所示，其中A表示安全系数，PK表示公开密钥，SK表示私 有密钥；>产生用户的身份签名密钥操作：（PKId_s，SKId_s) -Setup_IdP_IdSign(lA)，在输 入安全系数为A的前提下，输出IdP用于签署用户Id证书的公钥与私钥，其中PKId_s，SKId_ 3分别表示Id证书的公钥与私钥；> 产生用户的盲签名密钥操作：(PKIdb，SKIdb) -Setup_IdP_blind(lA)，产生IdP 用于盲签名的公钥与私钥，其中PKId_b，SKId_b*别表示IdP用于盲签名的公钥与私钥； :>产生反馈签名密钥操作：(PKesP，SKesP) -Setup_CSP(1A)，产生CSP签署反馈信 息的公钥与私钥，其中PKesP，SKesP分别表示CSP签署反馈信息的公钥和私钥； >产生仲裁签名密钥操作：(PKDA，SKDA) -Setup_DA(lA)，产生DA关于用户假名操 作的公钥与私钥，其中PKDA，SKDA*别表示DA用于假名操作的公钥和私钥。 身份签名密钥及盲签名密钥可以合二为一，此情况下如果密钥泄露则系统会全部 崩溃。如果二者分开，当一个密钥泄露，比如盲签名密钥泄露，则只会影响到信誉值更新部 分，其他签名还是有效的。出于这种考虑，本专利技术将二者分开。本专利技术的假名其实是用户签 署的一个数字签名。 用户注册阶段：包含注册操作及验证操作，如下所示：主册操作：（CId，r印，Crep) -Register(SKId_s，Id)，用户向IdP注册，用户输入身 份标识Id，获得关于身份的证书CId，信誉值r印及信誉证书C"p;这里的信誉值是IdP给予 新用户的初始信誉值，其中CId表示身份证书，C"p表示信誉证书； 验证操作：，1/丄一CheckReg(PKId_s, CId, rep, Crep)用户对证书进行验证，输入 信誉证书、身份证书及IdP的公钥，确认证书的合法来源。验证通过返回1，否则返回丄。 用户首次进入系统访问云服务时，利用注册操作，以自己Id向IdP注册。IdP检测 用户Id不是重复的且没有在黑名单之列，检测通过之后，设置用户初始信誉值，颁发证明 身份的证书及信誉值证书。用户用于注册的Id是公开的，比如URL或者电子邮件地址。公 开的Id携带较少的用户隐私信息，同时也便于IdP验证其真实性。云服务是开放的，不能 设置太严格的准入条件，所以只要符合基本的安全要求都允许访问。用户注册之后，利用验 证操作，验证身份证书及信誉证书来自于合法的IdP。整个过程对应图1(a)中的步骤1。 身份认证阶段：用户具有了可辨识的合法身份之后，便可访问CSP，主要过程如图 1(a)中步骤2和3。包括产生假名操作及身份认证操作，如下所示： 产生假名操作：PU-Gen_pny(Id,CId,rep)利用用户身份，身份证书，信誉值产生 用户假名，Pu表示用户访问CSP时所呈现的唯一身份标识； 身份认证操作：1/丄一Authenticate(Pu,Crap)CSP通过假名验证用户的合法身份， 并验证用户的信誉值，能确定该信誉值确实是该用户的信誉值，且来源可靠。 产生假名操作对用户Id及证书进行匿名化处理，用户Id的匿名化是利用DA公钥 将Id加密，所以当产生纠纷时DA能用私钥解密，还原用户Id。身份认证操作通过" 2 -协 议"在CSP与用户之间进行认证，确认用户的合法性及信誉值的真实性。在此过程中，CSP 不知道用户的真实身份，但能获取用户的信誉值，此信誉值可作为安全策略的依据，对用户 权限进行限制。 图1对应匿名访问及信誉更改过程流程。 信誉值处理阶段：在用户访问完CSP提供的服务之后，模型根据实际情况进行信 誉值相关的一系列操作，包括信誉反馈操作、盲化处本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于信誉的云计算身份管理方法，将实际交互中参与的各方抽象为四个角色：用户(User，U)、云计算服务提供者(Cloud Computing Service Provider，CSP)、身份注册机构(Identity Provider，IdP)及去匿名化机构(De‑anonymizing Authority，DA)；用户：云服务的访问者，也是匿名的要求者与受益者，承受CSP对自己的评价，从IdP获取自身信誉值；CSP：给用户提供服务，对用户的表现进行评价；IdP：提供用户注册服务，给用户提供身份证书及信誉证书，根据反馈计算用户信誉值；DA：打开用户的假名(用户签署的一个数字签名)，提供用户身份相关的信息；其特征是步骤为5个阶段，环境建立阶段、用户注册阶段、身份认证阶段、信誉值处理阶段及打开假名阶段；环境建立阶段：初始建立时，首先创建IdP、DA及CSP公共参数，然后产生签名所需的公私密钥；密钥产生操作如下所示，其中λ表示安全系数，PK表示公开密钥，SK表示私有密钥；产生用户的身份签名密钥操作：(PKId_s,SKId_s)←Setup_IdP_Idsign(1λ)，在输入安全系数为λ的前提下，输出IdP用于签署用户Id证书的公钥与私钥；产生用户的盲签名密钥操作：(PKId_b,SKId_b)←Setup_IdP_blind(1λ)，产生IdP用于盲签名的公钥与私钥；产生反馈签名密钥操作：(PKCSP,SKCSP)←Setup_CSP(1λ)，产生CSP签署反馈信息的公钥与私钥；产生仲裁签名密钥操作：(PKDA,SKDA)←Setup_DA(1λ)，产生DA关于用户假名操作的公钥与私钥；用户注册阶段：包含注册操作及验证操作，如下所示：注册操作：(CId,rep,Crep)←Register(SKId_s,Id)，用户向IdP注册，用户输入身份标识Id，获得关于身份的证书CId，信誉值rep及信誉证书Crep；这里的信誉值是IdP给予新用户的初始信誉值；验证操作：1/⊥←CheckReg(PKId_s,CId,rep,Crep)，用户对证书进行验证，输入信誉证书、身份证书及IdP的公钥，确认证书的合法来源。验证通过返回1，否则返回⊥；用户首次进入系统访问云服务时，利用注册操作，以自己Id向IdP注册；IdP检测用户Id不是重复的且没有在黑名单之列，检测通过之后，设置用户初始信誉值，颁发证明身份的证书及信誉值证书；用户用于注册的Id是公开的，比如URL或者电子邮件地址；公开的Id携带较少的用户隐私信息，同时也便于IdP验证其真实性；云服务是开放的，只要符合基本的安全要求都允许访问；用户注册之后，利用验证操作，验证身份证书及信誉证书来自于合法的IdP；身份认证阶段：用户具有了可辨识的合法身份之后，便可访问CSP，主要过程包括产生假名操作及身份认证操作，如下所示：产生假名操作：Pu←Gen_pny(Id,CId,rep)，利用用户身份，身份证书，信誉值产生用户假名，Pu是用户访问CSP时所呈现的唯一身份标识；身份认证操作：1/⊥←Authenticate(Pu,Crep)，CSP通过假名验证用户的合法身份，并验证用户的信誉值，能确定该信誉值确实是该用户的信誉值，且来源可靠；产生假名操作对用户Id及证书进行匿名化处理，用户Id的匿名化是利用DA公钥将Id加密，所以当产生纠纷时DA能用私钥解密，还原用户Id；身份认证操作通过“Σ‑协议”在CSP与用户之间进行认证，确认用户的合法性及信誉值的真实性。在此过程中，CSP不知道用户的真实身份，但能获取用户的信誉值，此信誉值可作为安全策略的依据，对用户权限进行限制；信誉值处理阶段：在用户访问完CSP提供的服务之后，模型根据实际情况进行信誉值相关的一系列操作，包括信誉反馈操作、盲化处理操作、申请更改信誉操作、盲签名操作、确认更改信誉操作：1)信誉反馈操作：(rep_new,Crep_new)←Gran(Pu)，CSP针对Pu的表现给出信誉反馈rep_new及其证书Crep_new，该证书证明了反馈来源于CSP；2)盲化处理操作：Nonce_blind←Blind(Nonce)，Pu随机选择盲化值Nonce，并进行盲化处理得到盲化值Nonce_blind；3)申请更改信誉操作：1/⊥←Update(rep_new,Crep_new,Nonce_blind)，IdP对Pu提交的信誉值反馈进行验证，通过则返回1，否则返回⊥；4)盲签名操作：Cblind←Blind_sign(Nonce_blind)，IdP对盲化的随机数Nonce_blind进行签名，产生一个盲签名Cblind；5)确认更改信誉操作：1/⊥←Confirm_Update(CNonce)，用户将Cblind去盲化得到CNonce，并以此向IdP...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴礼发，李华波，黄康宇，洪征，周振吉，周胜利，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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