A Privacy-Preserving IoT Data Access Control Scheme for Cloud-Edge Computing

doi:10.1109/TPDS.2025.3580407

A Privacy-Preserving IoT Data Access Control Scheme for Cloud-Edge Computing

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DOI：10.1109/TPDS.2025.3580407

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在物联网(IoT)中，云计算和边缘计算的结合成为一种新的计算范式，旨在为用户提供低延迟的数据服务。然而，由于物联网设备具有资源有限、高度动态和广泛分布的特性，实现边缘服务器和云-边计算资源的普遍应用及合理分配成为巨大挑战。同时，大多数方案在访问数据时忽略了数据访问模式隐私的泄露问题。因此，本文提出了一种面向物联网数据的隐私保护访问控制方案。基于云-边-端框架，我们设计了一种普适的边缘计算协议，允许资源充足的设备在合适的地理位置充当边缘服务器，并使用户能够通过最近的边缘服务器外包和访问物联网数据。这不仅提高了云-边协同系统的灵活性，也提升了数据处理效率。用户无需跨越网络边缘进行交互即可享受数据服务。此外，基于改进的轻量级秘密共享方案设计了一种新型属性基加密方案，以优化计算任务分配并减少终端设备的计算负担，同时避免属性信息泄露。另外，我们还设计了变换算法和云-边交互协议，以高效地隐藏访问模式隐私。我们分析了该方案的可实施性，并证明该方案具有语义安全性且能隐藏访问模式隐私。基于真实物联网数据的仿真实验表明，该方案高效且适用于物联网场景。

Keyword:

Internet of Things

cloud-edge computing

attributes-based encryption

access pattern privacy

A Privacy-Preserving IoT Data Access Control Scheme for Cloud-Edge Computing

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