重復(fù)數(shù)據(jù)可刪除的云數(shù)據(jù)審計(jì)協(xié)議的研究.pdf

1、云計(jì)算具有對(duì)可配置的計(jì)算資源進(jìn)行方便和按需訪問(wèn)的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前信息領(lǐng)域正在快速發(fā)生的變革。作為最典型的云技術(shù)之一，云存儲(chǔ)服務(wù)允許用戶將數(shù)據(jù)外包給服務(wù)器存儲(chǔ)，用戶可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)存儲(chǔ)在云上的數(shù)據(jù)。然而，用戶一旦將數(shù)據(jù)上傳，便失去了對(duì)數(shù)據(jù)的控制權(quán)，用戶時(shí)刻關(guān)心自己的數(shù)據(jù)是否安全和完整的存放在服務(wù)器上。在這種情況下，云存儲(chǔ)審計(jì)協(xié)議可以幫助用戶在不取回?cái)?shù)據(jù)的前提下，遠(yuǎn)程的驗(yàn)證存儲(chǔ)在服務(wù)器上數(shù)據(jù)的完整性。然而，隨著云存儲(chǔ)服務(wù)的持續(xù)高速發(fā)展，用戶的數(shù)

2、據(jù)變得日益膨脹和冗余，這給服務(wù)器的存取效率產(chǎn)生了巨大的負(fù)擔(dān)。重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)，它不僅能夠通過(guò)避免服務(wù)器存儲(chǔ)重復(fù)的數(shù)據(jù)來(lái)減少存儲(chǔ)開(kāi)銷，還能夠減免用戶上傳重復(fù)數(shù)據(jù)從而減輕用戶的通信開(kāi)銷。
　　重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)為服務(wù)器和用戶帶來(lái)一系列好處的同時(shí)，也引入了新的安全隱患，即：存在惡意用戶在沒(méi)有實(shí)際持有數(shù)據(jù)的情況下通過(guò)其他途徑獲得對(duì)數(shù)據(jù)的持有權(quán)。為了防止可能的攻擊者利用去重復(fù)的功能來(lái)惡意竊取數(shù)據(jù)，人們引入加密的方法來(lái)確

3、保用戶數(shù)據(jù)的安全存放。然而加密和去重復(fù)卻產(chǎn)生了矛盾：加密會(huì)使得數(shù)據(jù)呈現(xiàn)隨機(jī)性，而去重復(fù)建立在數(shù)據(jù)的相似性之上。為了安全的實(shí)施重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，收斂加密的方法被提出。這種確定性加密方法能夠讓相同的信息加密得到相同的密文，讓安全的去重復(fù)技術(shù)成為可能。然而，收斂加密為數(shù)據(jù)提供的安全性有限（僅針對(duì)不可預(yù)測(cè)信息），可預(yù)測(cè)信息容易受到字典攻擊。
　　目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)去重復(fù)方案僅僅單一的針對(duì)數(shù)據(jù)的安全去重復(fù)或者是數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證。由于數(shù)據(jù)的正確和完

4、整是去重復(fù)順利執(zhí)行的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的云存儲(chǔ)審計(jì)協(xié)議，在一個(gè)框架下確保數(shù)據(jù)的完整性和效率性，同時(shí)保護(hù)用戶的隱私，是一個(gè)重要的研究問(wèn)題。
　　針對(duì)以上的問(wèn)題，本文利用基于Merkle哈希樹(shù)的持有權(quán)證明實(shí)現(xiàn)了對(duì)云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的去重復(fù)，通過(guò)收斂加密保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)隱私。在研究了現(xiàn)有的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除方案的性能和安全性后，結(jié)合密碼學(xué)技術(shù)，我們構(gòu)造了兩個(gè)密文去重復(fù)的云存儲(chǔ)審計(jì)方案。具體工作包括：
　　1.分析了Yuan等的PC

5、AD方案和Du等的PoOR方案。我們研究這兩個(gè)方案的基本構(gòu)造，討論其是否安全，并且進(jìn)一步探索重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的云存儲(chǔ)審計(jì)方案。
　　2.基于Yuan等的PCAD方案,我們構(gòu)造一個(gè)加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的公開(kāi)云存儲(chǔ)審計(jì)（E-PCAD）方案。新方案在用戶上傳數(shù)據(jù)之前進(jìn)行加密，保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)隱私，同時(shí)安全的實(shí)施重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。收斂加密針對(duì)特定信息（不可預(yù)測(cè)信息）具有較強(qiáng)的安全性。E-PCAD方案繼承了 PCAD方案的優(yōu)點(diǎn)：公開(kāi)審計(jì)，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，標(biāo)

6、簽聚合，批審計(jì)的特點(diǎn)。
　　3.基于 Du等的PoOR方案，我們構(gòu)造一個(gè)加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的可恢復(fù)性證明（E-PoOR）方案。新方案對(duì)用戶上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，在一個(gè)方案下實(shí)現(xiàn)了用戶加密數(shù)據(jù)可恢復(fù)性檢測(cè)和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。E-PoOR方案繼承了PoOR方案的優(yōu)點(diǎn)：即能以極大的概率恢復(fù)得到原來(lái)的文件。
　　本文的研究成果是在保護(hù)用戶數(shù)據(jù)隱私的前提下，將重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和云存儲(chǔ)審計(jì)相結(jié)合，在一個(gè)方案中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了加密數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證和重復(fù)數(shù)據(jù)刪