ABE Berasaskan Dasar Kunci (KP-ABE) dan Perbandingan

Dalam Penyulitan Berasaskan Atribut Berasaskan Dasar Kunci (KP-ABE), dasar akses disematkan dalam kunci rahsia pengguna oleh pihak berkuasa kunci, manakala teks sifir membawa set atribut. Penyahsulitan berjaya apabila set atribut teks sifir memenuhi dasar yang dikodkan dalam kunci pengguna. Pihak berkuasa memberikan keupayaan penyahsulitan dengan memilih dasar yang disematkan dalam kunci setiap pengguna.

Pembinaan asas KP-ABE dikemukakan oleh Goyal, Pandey, Sahai dan Waters pada tahun 2006. Pembinaan mereka menggunakan pepohon akses yang daunnya ialah atribut dan nod dalamannya ialah get ambang. Pihak berkuasa kunci menukarkan pepohon akses kepada skim perkongsian rahsia linear dan mengekodkan bahagian rahsia induk ke dalam kunci pengguna. Penyulitan adalah mudah: pilih rahsia rawak y dan agihkan bahagian kepada setiap atribut dalam teks sifir.

Dalam KP-ABE Goyal et al., penyahsulitan dilakukan dengan menggabungkan komponen yang disulitkan berdasarkan atribut dengan bahagian dalam kunci menggunakan operasi gandingan. Bagi setiap nod daun yang sepadan dengan atribut yang terdapat dalam teks sifir, pengguna mengira suatu gandingan. Nilai ini digabungkan mengikut struktur pepohon akses (menggunakan interpolasi polinomial untuk nod ambang) bagi mendapatkan semula kunci penyulitan mesej.

Perbezaan asas antara CP-ABE dan KP-ABE ialah pihak yang menetapkan dasar akses: penyulit (CP-ABE) atau pihak berkuasa kunci (KP-ABE). Dalam CP-ABE, penyulit menentukan “dokumen ini memerlukan peranan=Doktor AND jabatan=Kardiologi.” Dalam KP-ABE, pihak berkuasa menentukan “pengguna ini boleh menyahsulit apa-apa yang ditag dengan {perubatan, data-pesakit}.” Pilihan bergantung pada pihak yang sepatutnya mengawal akses.

CP-ABE diutamakan apabila penyulit perlu menentukan kawalan akses. Dalam storan awan, pemilik fail mengetahui pihak yang sepatutnya mengakses failnya semasa penyulitan. Pemilik menyematkan dasar dalam teks sifir dan memuat naiknya. Pihak berkuasa kunci mengeluarkan kunci atribut umum. Model ini selaras dengan kawalan akses tradisional, yang membolehkan pemilik data mengawal data mereka — pihak berkuasa hanya mengesahkan pemilikan atribut, bukan keputusan akses bagi setiap fail.

KP-ABE diutamakan apabila pihak berkuasa memberikan akses berasaskan keupayaan. Dalam pengedaran kandungan, syarikat media mengeluarkan kunci kepada pelanggan. Kunci pelanggan premium mungkin menyematkan dasar “boleh menyahsulit kandungan yang ditag dengan {premium} OR {standard}”, manakala pelanggan asas mendapat dasar “boleh menyahsulit {standard}”. Penyulit hanya menandai kandungan mengikut jenisnya; pihak berkuasa mengawal perkara yang boleh diakses oleh setiap pelanggan melalui dasar dalam kunci mereka.

CP-ABE dan KP-ABE kedua-duanya berasal daripada IBE Kabur, yang diperkenalkan oleh Sahai dan Waters pada tahun 2005. IBE Kabur menggunakan identiti sebagai set atribut dan membolehkan penyahsulitan apabila set atribut pengirim dan penerima bertindih pada sekurang-kurangnya t atribut. IBE Kabur ialah kes khas KP-ABE yang dasarnya merupakan get ambang atas atribut identiti. Ia merupakan pembinaan pertama yang menggunakan atribut untuk kawalan akses.

ABE dengan dua dasar (DP-ABE) menggabungkan CP-ABE dan KP-ABE dalam satu skim. Kedua-dua teks sifir dan kunci pengguna mengandungi dasar akses. Penyahsulitan memerlukan atribut teks sifir memenuhi dasar kunci DAN atribut kunci memenuhi dasar teks sifir. DP-ABE berguna untuk menyatakan kekangan bersama, seperti "dokumen ini memerlukan kelayakan perubatan DAN hanya pelanggan di rantau EMEA."

ABE standard mempunyai satu pihak berkuasa dipercayai yang mengeluarkan semua kunci atribut. ABE berbilang pihak berkuasa (MA-ABE) mengagihkan pengeluaran atribut kepada beberapa pihak berkuasa bebas. Organisasi yang berbeza boleh mengeluarkan atribut dalam domain masing-masing (hospital mengeluarkan atribut peranan=Doktor, lembaga farmasi mengeluarkan atribut lesen=Ahli Farmasi) tanpa bekerjasama. Hal ini menghapuskan satu titik kepercayaan dan membolehkan kawalan akses merentas organisasi. Chase (2007) mencadangkan binaan MA-ABE yang pertama.

Walaupun ABE belum dipiawaikan oleh NIST atau ISO, teknologi ini digunakan dalam prototaip penyelidikan dan beberapa produk. IBM Research telah membangunkan prototaip ABE untuk perkongsian data dalam penjagaan kesihatan. Zeutro mengkomersialkan CP-ABE untuk keselamatan data perusahaan. Microsoft Research telah meneroka KP-ABE untuk pengurusan hak digital. Halangan utama kepada penggunaan yang lebih meluas ialah prestasi (operasi pemadanan) dan kerumitan mengurus pihak berkuasa atribut pada skala besar.

Keselamatan KP-ABE memerlukan pengguna tidak dapat menyahsulit teks sifir yang set atributnya tidak memenuhi dasar kunci mereka. Dengan lebih tepat, tiada gabungan pengguna dengan set atribut yang saling asing boleh menggabungkan kunci mereka untuk menyahsulit teks sifir yang tidak dapat dinyahsulit oleh mana-mana seorang daripada mereka. Sifat ketahanan terhadap pakatan ini membezakan ABE daripada sistem berasaskan atribut yang lebih ringkas dan memerlukan reka bentuk skim yang teliti; sifat ini dibuktikan di bawah andaian berasaskan pemadanan seperti DBDH.

KP-ABE membenamkan dasar dalam kunci pengguna (yang dikeluarkan oleh pihak berkuasa); teks sifir membawa set atribut. Goyal et al. 2006 ialah binaan asasnya. CP-ABE lebih sesuai apabila pihak yang menyulitkan mengawal dasar (storan awan); KP-ABE pula apabila pihak berkuasa memberikan keupayaan (pengedaran kandungan). Fuzzy IBE oleh Sahai-Waters 2005 ialah pendahulu lazim. ABE berbilang pihak berkuasa mengagihkan pengeluaran kunci merentas organisasi, sekali gus menghapuskan titik kepercayaan tunggal. Ketahanan terhadap pakatan ialah sifat keselamatan utama yang membezakan ABE daripada skim yang lebih ringkas.