云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)完整性認(rèn)證算法和協(xié)議研究.pdf

1、云計(jì)算是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)大量相對(duì)低廉的計(jì)算資源進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)度，形成計(jì)算資源池并向用戶(hù)按需服務(wù)的模式，它可以向用戶(hù)高效地提供資源，且僅需用戶(hù)進(jìn)行較少的管理、維護(hù)和與服務(wù)提供商的交互工作。憑借著這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，云計(jì)算已在存儲(chǔ)、計(jì)算、合作性平臺(tái)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域起到了日益關(guān)鍵的作用。
　　基于云計(jì)算提出的云存儲(chǔ)概念，則是通過(guò)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(lèi)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備利用應(yīng)用軟件集合到一起協(xié)同工作，并對(duì)外提供業(yè)務(wù)訪

2、問(wèn)功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。然而，隨著用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求不斷提高，網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)量加速膨脹，云存儲(chǔ)存在的諸多安全問(wèn)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(huì)為維護(hù)自身利益而丟棄一些不常被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)來(lái)獲取存儲(chǔ)空間，不匯報(bào)數(shù)據(jù)丟失或被篡改的情況以維護(hù)自己的信譽(yù)。諸如此類(lèi)的安全問(wèn)題已成為云存儲(chǔ)服務(wù)市場(chǎng)推廣的最主要障礙。因此，外包數(shù)據(jù)完整性認(rèn)證問(wèn)題和可用性是云存儲(chǔ)系統(tǒng)亟待解決的關(guān)鍵安全問(wèn)題之一。
　　

3、針對(duì)云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)完整性和可用性驗(yàn)證問(wèn)題，本文提出了一種帶有篡改定位功能的第三方審計(jì)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，經(jīng)用戶(hù)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(chǔ)服務(wù)器發(fā)起外包數(shù)據(jù)可恢復(fù)性證明挑戰(zhàn)，在容忍一定數(shù)據(jù)丟失的情況下驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性并對(duì)發(fā)生篡改的數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)該數(shù)據(jù)是否依然具有可用性。
　　基于該第三方審計(jì)系統(tǒng)模型，本文提出了兩種

4、實(shí)現(xiàn)方案：基本型方案與改進(jìn)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(rèn)證與篡改定位，其主要差別在于基本型采用兩次RS編碼來(lái)完成完整性認(rèn)證與篡改定位功能，而改進(jìn)型方案則通過(guò)直接對(duì)子塊哈希值采用一次RS編碼與一次哈希值錯(cuò)誤判定來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。前者具有較大計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)與較小通信開(kāi)銷(xiāo)，而后者則具有較小計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)與較大通信開(kāi)銷(xiāo)。因此，可以根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需求與相關(guān)設(shè)施的情況選擇運(yùn)用哪種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。
　　最后，本