暗号的クラウドストレージ - 暗号理論教室

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パブリック・クラウドストレージ

• Microsoft Azure
• Amazon S3

• オフプレミスに位置
• スケーラブル、ダイナミック、低コスト
• データ共有、データ連携

• データはカスタマーのコントロールの範囲外
• 必ずしも信頼できないパーティが管理
• 秘匿性と一貫性の課題

→　機密データはプライベート・クラウドストレージ（、ハイブリッド・クラウドストレージ）？

仮想プライベート・クラウドストレージ

暗号技術を活用することによって、

• パブリック・クラウドストレージを仮想的なプライベート・クラウドストレージとして用いる

ことを可能にしよう。（VPNのクラウドストレージ版）

• プライベート・クラウドストレージの安全性（秘匿性と一貫性）
• パブリック・クラウドストレージの機動性と低コスト性

仮想プライベート・クラウドストレージのアーキテクチャ

仮想プライベート・クラウドストレージのコア・コンポーネント：

• データ・プロセッサ（ＤＰ）
  • クラウドストレージに送られる前にデータを処理する。暗号化など。
• データ・ベリファイア（ＤＶ）
  • クラウドストレージ内のデータが壊されていないかチェックする。
• クレデンシャル・ジェネレータ（ＣＧ）
  • データ共有/連携を可能とするクレデンシャルを生成。
• トークン・ジェネレータ（ＴＧ）
  • クラウドストレージ・プロバイダが暗号化データの検索をできるようにするためのトークンを生成。

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1. MegaCorpやPartnerCorpの従業員はＣＧより各自のクレデンシャルを入手。
2. MegaCorp従業員はデータをアクセスポリシーとともにＤＰに送る。
3. ＤＰは暗号化など必要な処理を施したのち、データをクラウドプロバイダに送る。
4. PartnerCorp従業員はキーワードをＴＧに送る。
5. ＴＧは（暗号化されたデータを検索するための）チケットを送り返す。
6. PartnerCorp従業員はチケットをクラウドプロバイダに送る。
7. クラウドプロバイダは（暗号化されたままの）検索結果をPartnerCorp従業員に返す。PartnerCorp従業員は自身のクレデンシャルを用いて復号し、検索結果を得る。
8. 任意のタイミングで、MegaCorpのＤＶはクラウドストレージ内のデータの一貫性を確認する。

※　これらのコンポーネントをクラウド内に配置したら意味がない！

コア・コンポーネントの実現

ＤＰ

• データをインデックス付けし、インデックスを検索可能暗号で暗号化。
• データ本体をユニーク鍵で対称鍵暗号を用いて暗号化。
• ユニーク鍵を属性ベース暗号で適切なポリシーのもとで暗号化。

ＴＧ

検索可能暗号のトラップドア生成アルゴリズムで実現。

ＣＧ

属性ベース暗号のユーザ秘密鍵生成アルゴリズムで実現。

ＤＶ

ストレージ証明を用いて実現。

文献

• [KL 10]

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