个人健康记录(Personal Health Records,简称PHRs)是现代信息技术在医疗健康中的应用。相对于传统的纸质管理方式,个人健康记录不仅有利于信息的保存,更便于随时随地的查看,具有明显的优势。病人将自己的个人健康记录存储在云服务器端,实现与医生或者医疗机构间的数据共享。通过这种方式,专业人员和专业机构能够实时的了解到病人的健康状态,为病人提供及时、准确的救助。在移动互联网时代,移动设备的广泛使用使得个人健康信息的获取方式也发生了变化。通过移动设备,个人健康信息的获取变得更全面、更精准。由于云计算可以提供可用的、便捷的、按需的网络访问,所以PHRs大多是通过云服务来进行存储和共享。但云环境下,数据的安全性总是面临着各种各样的威胁和挑战。个人健康记录包含着敏感的个人信息,确保个人健康记录的机密性有不言而喻的重要性。使用密码学技术可以有效的确保个人健康记录数据的安全,最近得到学术界和业界关注的属性加密能够很好地适用于云环境下的个人健康记录系统。传统的属性加密方案具有抗合谋性,在需要不同用户相互合作的情况下不能够被使用。然而,在实际应用中存在需要用户合并属性满足访问权限的情况。例如,在银行系统中,需要多个个体相互合作才可以打开保险柜。在个人健康记录系统中同样存在相互合作的情况。为此,我们研究了群组合作属性加密在个人健康记录系统中的应用。针对云环境下面向群组合作的个人健康记录系统,我们设计了三个不同的数据加密方案。本文主要的研究工作如下:1.为了能够对云环境下面向群组合作的个人健康记录进行数据的安全分享,本文提出了支持单调访问策略的群组合作密文策略属性加密方案(Group-Oriented Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption,简称 GO-CP-ABE)。该方案不仅能够实现数据的机密性,同时也可以实现对用户细粒度的访问控制。在GO-CP-ABE方案中,系统的用户被划分为不同的群组,每一个用户只属于某一个群组,同一群组的用户可以合作解密,不同群组的用户不能合作解密。我们给出了该方案的安全性证明和性能分析。2.在已有的面向群组合作的属性加密方案中,加解密使用的是线性秘密共享方案。在本文第四章的方案中,加解密时我们使用了线性整数秘密共享方案,在线性整数秘密共享方案中,秘密共享的计算代价相对于有限域上的线性秘密共享的计算代价更小,访问策略由逻辑AND和逻辑OR构成,我们称之为支持丰富访问控制策略的群组合作属性加密方案。我们给出了具体的算法,而且也给出了方案的安全性证明和性能分析。3.为了进一步减小密文的长度和解密时的双线性对运算量,使其可以在计算能力和存储能力比较弱的移动设备上使用,我们提出了具有固定密文长度的群组合作密文策略属性加密方案(Group-Oriented Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption with Constant Ciphertext Size,简称 GO-CP-ABE-CCS)。该方案的密文长度固定,并且解密时的双线性对运算量也为常量。我们给出了方案的具体实现算法、安全性证明以及性能分析。