云存儲環(huán)境下數(shù)據(jù)完整性驗證方法研究.pdf

1、云計算是一種高效低成本的商業(yè)計算模型，但是如何保證用戶數(shù)據(jù)安全是云計算發(fā)展與應(yīng)用過程中面臨的巨大挑戰(zhàn)。在云存儲環(huán)境下用戶需要一種高效的驗證機制能夠驗證遠程數(shù)據(jù)的完整性、可用性，并保證用戶隱私。
　　 默克爾哈希樹(Merkle Hash Tree，簡記為MHT)是一個廣為研究的驗證結(jié)構(gòu)，它能高效地，安全地證明一組元素是未損壞的。目前，研究者設(shè)計了一種基于默克爾哈希樹的完整性驗證方案使用數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽作為認(rèn)證的基本數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)塊簽名

2、將數(shù)據(jù)塊及其標(biāo)簽綁定，以支持高效的動態(tài)數(shù)據(jù)操作。但是選擇較小數(shù)據(jù)塊作為認(rèn)證基本數(shù)據(jù)會導(dǎo)致哈希樹結(jié)構(gòu)過于龐大，而選擇較大的數(shù)據(jù)塊則會導(dǎo)致通信代價過高。這些需求的差異性導(dǎo)致了現(xiàn)有方案的整體效率不高。
　　 因此，現(xiàn)有方案中數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲、完整性與可用性驗證、動態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)簽名等不同操作對數(shù)據(jù)粒度的需求不同。然而，由于云存儲用戶的計算資源和專業(yè)知識是受限的，所以驗證方案需要支持公開驗證—第三方驗證，代替云用戶進行數(shù)據(jù)完整性驗證，同

3、時保證用戶隱私的安全并具有可證明性。另外，用戶的數(shù)據(jù)常常是動態(tài)變化的，因此驗證方案應(yīng)該支持?jǐn)?shù)據(jù)動態(tài)操作。為了解決現(xiàn)有方案和用戶需求之間的矛盾，本文結(jié)合粒計算的思想，將數(shù)據(jù)文件組織為塊、子塊和基本塊三種粒度，構(gòu)成一個三維結(jié)構(gòu)，提出一種支持不同粒度運算的數(shù)據(jù)完整性驗證方案。本方案以壓縮認(rèn)證樹高度的方式節(jié)約存儲代價和通信代價，在子塊粒度上進行文件的簽名計算，而在塊的粒度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)操作以滿足用戶需求。本方案同時支持動態(tài)數(shù)據(jù)操作、公開驗證以及