隨著信息量的迅速增長,對于數(shù)據(jù)可用性的要求也越來越高,簡單存儲系統(tǒng)和傳統(tǒng)冗余方式已經(jīng)開始難以滿足需求,而在通信領(lǐng)域一直發(fā)揮著重要的作用的糾錯碼技術(shù),由于其優(yōu)異的性能,正被廣泛的使用在數(shù)據(jù)存儲中。 低密度校驗(LDPC)碼有稀疏矩陣表示法和二分圖表示法兩種表示法,根據(jù)邊分布的不同分為正則LDPC碼和非正則LDCP碼。級聯(lián)低密度校驗碼(Tornado碼)是特殊的非正則LDPC碼,具有多級級聯(lián)與編解碼均為異或運算的特點。Tornado碼的二分圖生成算法和Tornado碼編解碼過程,從理論和實驗角度驗證了Tornado碼在糾錯性能上優(yōu)于正則碼。 數(shù)據(jù)冗余能夠極大地提高數(shù)據(jù)的高可靠性,基于復(fù)制的冗余存儲系統(tǒng)存儲空間開銷較大,基于RAID技術(shù)的冗余存儲系統(tǒng)擴展性較差,基于RS碼的冗余存儲計算開銷較大,基于以上分析提出了基于Tornado碼的分布式冗余存儲系統(tǒng)模型。從故障檢測,讀寫操作,數(shù)據(jù)恢復(fù)和失效回收等四個方面對整個系統(tǒng)進行了分析,從理論上對可用性,存儲開銷和修復(fù)間隔等方面將基于復(fù)制的存儲冗余系統(tǒng)和基于Tornado碼的存儲冗余系統(tǒng)進行了比較,得出基于Tornado碼的存儲系統(tǒng)在相同條件下?lián)碛锌捎眯愿?開銷小,修復(fù)間隔長的特點。 針對單一的數(shù)據(jù)冗余存儲系統(tǒng)不能解決的非法攻擊者侵入問題,提出了基于Tornado碼的安全分布式冗余系統(tǒng)。利用哈希函數(shù)(Hash)的難以偽造的特點,將分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)塊進行Tornado碼編碼后,計算其Hash變換的值并作為標志位,通過驗證標志位來判斷數(shù)據(jù)是否正確,達到提高系統(tǒng)安全性的目的,通過隨機次的Hash變換和級聯(lián)多數(shù)據(jù)塊的Hash值來彌補Hash函數(shù)本身的不足,進一步提高系統(tǒng)的安全性。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TP333
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 糾錯碼的發(fā)展和現(xiàn)狀
    1.3 糾錯碼的需求分析
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及安排
2 TORNADO 碼原理分析
    2.1 LDPC 碼的基本原理
        2.1.1 LDPC 碼的表示法
        2.1.2 正則碼和非正則碼
    2.2 TORNADO 碼的基本原理
        2.2.1 Tornado 碼簡介
        2.2.2 Tornado 碼二分圖生成算法
        2.2.3 Tornado 碼編解碼過程
    2.3 TORNADO 碼性能分析
    2.4 本章小結(jié)
3 基于TORNADO 碼的分布式存儲系統(tǒng)研究
    3.1 分布式冗余存儲系統(tǒng)
        3.1.1 分布式冗余系統(tǒng)的需求
        3.1.2 基于復(fù)制的分布式存儲冗余系統(tǒng)
        3.1.3 基于RS 碼的分布式存儲冗余系統(tǒng)
    3.2 基于TORNADO 碼的分布式存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
        3.2.1 故障檢測和節(jié)點重構(gòu)
        3.2.2 讀寫操作算法
        3.2.3 數(shù)據(jù)恢復(fù)算法
        3.2.4 失效回收算法
    3.3 基于糾錯碼的存儲系統(tǒng)和基于復(fù)制的存儲系統(tǒng)的比較
        3.3.1 相同MTTF 和修復(fù)間隔時間的比較
        3.3.2 相同存儲開銷和修復(fù)間隔時間的比較
        3.3.3 相同MTTF 和存儲開銷的比較
    3.4 本章小結(jié)
4 基于TORNADO 碼的分布式存儲系統(tǒng)安全研究
    4.1 傳統(tǒng)冗余方案中的不足
    4.2 基于TORNADO 碼的安全存儲系統(tǒng)
        4.2.1 安全分析
        4.2.2 安全方案
    4.3 改進的基于TORNADO 安全存儲系統(tǒng)
        4.3.1 改進型方案分析
        4.3.2 初始化階段
        4.3.3 證據(jù)生成階段
        4.3.4 證據(jù)驗證階段
        4.3.5 TSK 使用表更新階段
        4.3.6 改進認證方式的安全性能分析
    4.4 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文附錄

【相似文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 湯毅凡;基于Tornado碼的分布式存儲系統(tǒng)及其安全性研究[D];華中科技大學(xué);2007年

本文編號：2834676