基于無證書線性同態(tài)簽名的云存儲完整性驗證系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

發(fā)布時間：2020-07-11 05:09

【摘要】：云計算作為新型計算模式,其強(qiáng)調(diào)資源租用、應(yīng)用托管等。云存儲是云計算提供的一種常見服務(wù)。在云存儲中,用戶通過租用云端的存儲資源來保存自己的數(shù)據(jù),之后就可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)來訪問和管理自己的數(shù)據(jù)。隨著云存儲的不斷發(fā)展,其數(shù)據(jù)的安全性受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),尤其是數(shù)據(jù)的完整性。如何檢測自己存放在云端的數(shù)據(jù)是否被篡改或損壞,已經(jīng)成為云存儲數(shù)據(jù)安全的研究熱點(diǎn)之一。密碼學(xué)可為云存儲數(shù)據(jù)完整性的公開驗證提供解決方法。本文主要研究基于線性同態(tài)簽名的云存儲數(shù)據(jù)完整性公開驗證技術(shù)。本文首先以MiaomiaoTian等人設(shè)計的無證書短簽名方案為基礎(chǔ),結(jié)合Boneh D等人的線性同態(tài)簽名方案,設(shè)計了一個新的無證書線性同態(tài)簽名方案。該方案取消了傳統(tǒng)的公鑰密碼體制中的公鑰證書,也沒有基于身份的公鑰密碼體制中的私鑰托管問題,對子空間中向量的線性運(yùn)算具有同態(tài)性質(zhì)。分析了方案的運(yùn)行效率,并論證了方案在適應(yīng)性選擇子空間攻擊下的存在不可偽造性。其次對設(shè)計的無證書線性同態(tài)簽名方案進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)�？紤]到算法的核心運(yùn)算是橢圓曲線上的雙線性對運(yùn)算,本文選擇用Java程序設(shè)計語言來搭建無證書密碼系統(tǒng)的密鑰生成中心。初始化KGC的系統(tǒng)參數(shù)后,實(shí)現(xiàn)了無證書線性同態(tài)簽名方案中的部分私鑰提取、用戶密鑰生成、簽名、合并以及驗證五種算法。實(shí)驗結(jié)果表明,方案的密鑰長度、簽名長度相對較短,簽名和驗證簽名所需的時間開銷較小。最后將無證書線性同態(tài)簽名方案應(yīng)用到云存儲中,設(shè)計了一個實(shí)用的云存儲數(shù)據(jù)完整性公開驗證系統(tǒng),并對該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在云存儲服務(wù)器上部署無證書密碼體制的密鑰生成中心KGC,具有用戶上傳文件以及在云存儲上直接公開驗證文件的完整性等功能。在實(shí)驗中模擬多個用戶使用該系統(tǒng)進(jìn)行文檔的上傳、下載、刪除以及數(shù)據(jù)完整性的驗證。對實(shí)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠,具有數(shù)據(jù)標(biāo)簽短,驗證過程的時間開銷小,及部署方便靈活等特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP333;TP309
【圖文】：

驗證系統(tǒng)

邐第－？章緒論邐逡逑用戶不需要從云存儲上下載完整的數(shù)據(jù)。該模型主要分為兩個階段，一是數(shù)據(jù)存逡逑儲階段，用戶首先需要處理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分塊并給為每個數(shù)據(jù)塊生成一個可驗證逡逑的元數(shù)據(jù)（ｍｅｔａｄａｔａ），最后將數(shù)據(jù)塊以及元數(shù)據(jù)一起發(fā)送給云服務(wù)器，由云服務(wù)逡逑器進(jìn)行保存，而本地保留用戶私鑰和一個數(shù)據(jù)標(biāo)簽。其中，數(shù)據(jù)標(biāo)簽一般包含數(shù)逡逑據(jù)名等信息。二是數(shù)據(jù)驗證過程，驗證者向云服務(wù)器提交一個隨機(jī)抽取挑戰(zhàn)，根逡逑據(jù)這個挑戰(zhàn)，云端將存儲的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)生成一個響應(yīng)并返回給用戶，最后，用逡逑戶驗證遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的完整性時通過云存儲服務(wù)商的回答來判定。逡逑云存儲完整性驗證系統(tǒng)中的實(shí)體，一般有數(shù)據(jù)上傳者、云存儲服務(wù)商和數(shù)據(jù)逡逑驗證者三個實(shí)體，如圖丨－１系統(tǒng)模型所示。云服務(wù)器在現(xiàn)實(shí)生活中肯定是不可信逡逑的，因為存儲在云端的數(shù)據(jù)可能會因為云存儲的硬件設(shè)備受損而丟失，也可能會逡逑因為用戶長時間的不訪問數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)遷移到其他地方，等到發(fā)現(xiàn)的時候己經(jīng)無法逡逑挽救。圖中的上傳數(shù)據(jù)的用戶與驗證數(shù)據(jù)完整性的用戶都是云服務(wù)器的使用者。逡逑數(shù)據(jù)處理者就是上文做數(shù)據(jù)存儲階段的用戶，對應(yīng)的數(shù)據(jù)驗證者是數(shù)據(jù)審計階段逡逑的用戶。逡逑

密碼,變量,文件,端口

圖２－２配置環(huán)境變量逡逑（５）免密碼ＳＳＨ訪問配置。在偽分布模式下，為了實(shí)現(xiàn)密碼ＳＳＨ登錄連要進(jìn)行相應(yīng)的配置。過程如下：逡逑執(zhí)行命令產(chǎn)生認(rèn)證文件：ｓｓｈ邋－ｋｅｙｇｅｎ邋－ｔ邋ｒｓａ邋＝Ｐ””，一直敲回車，／ｈｏｎｉｅ／Ｈａｄｏｏｐ／．ｓｈ目錄下生成ｉｄ＿ｒｓａ認(rèn)證文件：逡逑將該文件復(fù)制到名為ａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ＿ｋｅｙｓ的文件，所用命令行為ｃａｔ￣／．ｓｓｈ／ｉｄ＿ｒｓａ．ｐｕｂ？￣／．ｓｓｈ／ａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ＿ｋｅｙｓ；逡逑最后測試一下能不能登錄：ｓｓｈｌｏｃａｌｈｏｓｔ。逡逑（６）修改ｈａｄｏｏｐ配置文件：逡逑邐Ｈａｄｏｏｐ邋環(huán)境變量設(shè)置：ｃｏｎｆ／Ｈａｄｏｏｐ－ｅｎｖ．ｓｈ；逡逑主要完成邋Ｎａｍｅｎｏｄｅ邋的邋ＩＰ邋和端口設(shè)置：ｃｏｎｆ／ｃｏｒｅ－ｓｉｔｅ．ｘｍｌ；逡逑主要完成ＨＤＦＳ的數(shù)據(jù)塊副本等參數(shù)設(shè)置：ｃｏｎｆ／ｈｄｆｓ－ｓｉｔｅ．ｘｍｌ：逡逑主要完成邋ＪｏｂＴｒａｃｋｅｒ邋ＩＰ邋和端口設(shè)置：ｃｏｎｆ／ｍａｐｒｅｄ－ｓｉｔｅ．ｘｍｌ：逡逑完成邋ｍａｓｔｅｒ邋及誒單邋ＩＰ邋設(shè)置：ｃｏｎｆ／ｍａｓｔｅｒｓ；逡逑完成Ｓｌａｖｅｓ節(jié)點(diǎn)丨Ｐ設(shè)置。逡逑

變量,橢圓曲線,雙線性,進(jìn)程