云存儲數(shù)據(jù)完整性認證算法和協(xié)議研究.pdf

1、云計算是一種通過網(wǎng)絡(luò)對大量相對低廉的計算資源進行統(tǒng)一管理調(diào)度，形成計算資源池并向用戶按需服務(wù)的模式，它可以向用戶高效地提供資源，且僅需用戶進行較少的管理、維護和與服務(wù)提供商的交互工作。憑借著這些獨特優(yōu)勢，云計算已在存儲、計算、合作性平臺等眾多應(yīng)用領(lǐng)域起到了日益關(guān)鍵的作用。
　　基于云計算提出的云存儲概念，則是通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等方面的技術(shù)，將大量的各類網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備利用應(yīng)用軟件集合到一起協(xié)同工作，并對外提供業(yè)務(wù)訪

2、問功能和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。然而，隨著用戶對數(shù)據(jù)存儲要求不斷提高，網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)量加速膨脹，云存儲存在的諸多安全問題也日漸顯現(xiàn)。尤為突出的是，云設(shè)施不能保證外包數(shù)據(jù)的完整性和可用性，云服務(wù)提供商也可能會為維護自身利益而丟棄一些不常被訪問的數(shù)據(jù)來獲取存儲空間，不匯報數(shù)據(jù)丟失或被篡改的情況以維護自己的信譽。諸如此類的安全問題已成為云存儲服務(wù)市場推廣的最主要障礙。因此，外包數(shù)據(jù)完整性認證問題和可用性是云存儲系統(tǒng)亟待解決的關(guān)鍵安全問題之一。
　　

3、針對云存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)完整性和可用性驗證問題，本文提出了一種帶有篡改定位功能的第三方審計系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，經(jīng)用戶授權(quán)的可信第三方可以代替數(shù)據(jù)所有者定期向云存儲服務(wù)器發(fā)起外包數(shù)據(jù)可恢復性證明挑戰(zhàn)，在容忍一定數(shù)據(jù)丟失的情況下驗證數(shù)據(jù)完整性并對發(fā)生篡改的數(shù)據(jù)進行篡改定位，之后再將結(jié)果反饋給數(shù)據(jù)所有者，從而使數(shù)據(jù)所有者能夠判定被篡改部分的關(guān)鍵程度以及對具體應(yīng)用場景來說該數(shù)據(jù)是否依然具有可用性。
　　基于該第三方審計系統(tǒng)模型，本文提出了兩種

4、實現(xiàn)方案：基本型方案與改進型方案。兩種方案均采用挑戰(zhàn)-應(yīng)答協(xié)議且都能夠?qū)崿F(xiàn)基于BLS簽名算法的完整性認證與篡改定位，其主要差別在于基本型采用兩次RS編碼來完成完整性認證與篡改定位功能，而改進型方案則通過直接對子塊哈希值采用一次RS編碼與一次哈希值錯誤判定來實現(xiàn)此功能。前者具有較大計算開銷與較小通信開銷，而后者則具有較小計算開銷與較大通信開銷。因此，可以根據(jù)用戶的實際需求與相關(guān)設(shè)施的情況選擇運用哪種方案來實現(xiàn)上述功能。
　　最后，本