可验证可审计的多权威属性基加密(VA-MABE)方案：面向云安全的数据所有权证明与去中心化审计

本文针对多权威属性基加密(MABE)中数据所有权验证与审计权力集中化问题，提出可验证可审计的VA-MABE方案。通过设计新型零知识证明(ZK)协议实现数据发送方所有权验证，采用线性秘密共享方案(LSSS)实现灵活访问控制，并创新性提出全审计同意(Ea)与阈值审计(Et)两种去中心化审计模式。该研究为云环境中安全数据共享提供了可验证、可审计且权威独立的解决方案，发表于《Computer Standards》。

　　

在云计算时代，如何安全共享数据一直是棘手难题。想象大学教授Dan需要仅向华盛顿大学大一教师发送加密资料，传统公钥加密要求收集每位教师密钥，而属性基加密(ABE)只需指定"大一AND教师AND华盛顿大学"策略即可。但现有方案存在致命缺陷：单权威管理所有属性导致密钥托管风险，且无法验证数据发送者真实身份，更缺乏对加密内容的审计机制。

针对这些痛点，上海自然科学基金资助团队提出可验证可审计的多权威属性基加密(VA-MABE)方案。研究突破体现在三方面：首先，通过新型零知识证明协议_ΠZK，数据所有者能向任何密文持有者证明所有权，却不泄露身份或属性信息；其次，采用线性秘密共享方案(LSSS)替代传统树形结构，使访问策略表达更灵活；最后，创新设计两种审计模式——需全体审计员同意的_Ea和满足阈值即可的_Et，打破传统单一审计权力垄断。

关键技术包括：基于双线性映射$e?:G\times G\to G_T$的密码学构造；LSSS策略矩阵实现属性与秘密份额绑定；分布式审计密钥生成协议。系统参数设置(_GSetup)选择素数阶群和哈希函数，权威设置(_AutSetup)允许新权威独立加入，加密(_Enc)阶段将消息与LSSS策略绑定生成可审计密文。

研究结果部分显示：

1. 独立权威性：各属性权威可自主加入系统，公钥生成无需其他方协助，彻底解决Chase方案[10]的协同依赖问题。
2. 所有权验证：ZK协议在$G$群上实现，验证者仅需3次双线性对运算即可确认发送方对密文的合法所有权。
3. 审计去中心化：_Et方案审计效率比_Ea提升47%，当审计员数量为5时，3人即可完成审计，抗单点故障能力显著增强。
4. 性能优势：与Zhou等[23]的A-MABE相比，VA-MABE在100属性规模下加密耗时仅增加15%，但新增的验证功能使系统更符合实际监管需求。

结论指出，VA-MABE首次实现"数据所有权可验证、审计权力可配置、权威管理可独立"三位一体的属性加密方案。特别地，去中心化审计设计呼应了区块链时代的权力分配理念，而LSSS策略支持更契合现实中的多维度属性管理场景。Xingwang Wang等强调，该方案对医疗数据跨机构共享、金融联合风控等需要多方参与且监管严格的领域具有特殊价值，未来可结合边缘计算进一步优化实时审计性能。

讨论部分提出两个开放问题：如何将方案扩展到后量子安全场景，以及是否可引入智能合约实现审计流程自动化。这些方向将推动ABE技术向更开放、更智能的下一代安全架构演进。