發(fā)布時間：2020-10-15 09:55

　　 目前云計算行業(yè)呈現(xiàn)出快速的發(fā)展趨勢,越來越多的云存儲服務(wù)提供商借助云存儲的高可靠性和可擴(kuò)展性等特性為用戶提供低廉的管理和存儲服務(wù),大大降低數(shù)據(jù)存儲的成本和風(fēng)險。隨著云端數(shù)據(jù)量急劇增加,云存儲服務(wù)提供商使用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)來消除云存儲系統(tǒng)上的冗余數(shù)據(jù),節(jié)省存儲空間。然而重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)與傳統(tǒng)加密算法不可兼容,云存儲服務(wù)提供商無法通過傳統(tǒng)加密算法生成的隨機密文來進(jìn)行數(shù)據(jù)重復(fù)性檢測。為了解決加密數(shù)據(jù)可去重問題,現(xiàn)有的諸多數(shù)據(jù)去重方案采用收斂加密算法來保證相同數(shù)據(jù)明文生成相同的密文,但收斂加密算法中使用的確定性加密機制會導(dǎo)致方案容易遭受離線字典攻擊。其次,由于數(shù)據(jù)物理位置的隔離,用戶往往無法實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的狀態(tài),云服務(wù)器上的數(shù)據(jù)面臨著隱私泄露、篡改丟失和未授權(quán)訪問等安全隱患。因此如何在支持加密數(shù)據(jù)去重的同時確保數(shù)據(jù)的安全性,已成為了一個亟待解決的問題。針對上述所提的問題,本文提出兩種有效的云存儲數(shù)據(jù)去重方案,其中在現(xiàn)有的云存儲系統(tǒng)中引入兩種云存儲模式:混合云存儲和分布式云存儲,以此來實現(xiàn)不同場景下云存儲系統(tǒng)的細(xì)粒度去重,主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)點如下:1.提出了一種基于Merkle哈希樹的云存儲安全去重方案,方案引入權(quán)限等級函數(shù)和去重調(diào)節(jié)系數(shù)來設(shè)計出一種高效安全的權(quán)限標(biāo)簽,通過該權(quán)限標(biāo)簽?zāi)艽_保重復(fù)副本得以檢測出,有效地實現(xiàn)支持訪問控制的混合云存儲去重系統(tǒng),同時改變了傳統(tǒng)的加密密鑰由文件內(nèi)容獲取的生成方式,通過Merkle哈希樹的構(gòu)造來生成一種安全的加密密鑰,有效地抵制敵手針對明文發(fā)起的離線字典攻擊。安全性分析與實驗性能表明,方案有效地降低權(quán)限標(biāo)簽和密文的計算開銷,保證數(shù)據(jù)的安全性。2.提出了一種支持完整性審計的云存儲安全去重方案。在數(shù)據(jù)去重過程中結(jié)合了全局審計機制、局部審計機制和遠(yuǎn)程審計機制來實現(xiàn)對文件的完整性審計以及精確地定位到損壞丟失的數(shù)據(jù)塊,有效地抵制云存儲服務(wù)提供商對數(shù)據(jù)進(jìn)行壟斷篡改的惡意行為,實現(xiàn)了分布式云存儲架構(gòu)下的數(shù)據(jù)去重系統(tǒng)。此外利用確定性的秘密共享方案來提高數(shù)據(jù)的容錯性和機密性,使得在一定數(shù)量內(nèi)的數(shù)據(jù)塊發(fā)生竊取丟失也能夠重構(gòu)恢復(fù)出整個文件,安全性分析與實驗性能表明,方案有效地抵制敵手針對文件標(biāo)簽發(fā)起的偽造攻擊,提高數(shù)據(jù)的機密性。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP333;TP309.2
【部分圖文】：

圖 3-7 不同權(quán)限集數(shù)目下密文生成的時間開銷-7 Time Overhead of Ciphertext Generation on Different Number of Privileg不同文件大小對于權(quán)限標(biāo)簽的計算時間開銷，實驗中分別選取、20 MB、30 MB、40 MB、50 MB、60 MB、70 MB 和 80 MB 進(jìn)采用的參數(shù)設(shè)定為 1pt =、 =2。如圖 3-8 所示，實驗結(jié)果表明大小不斷增大時，兩個方案中權(quán)限標(biāo)簽所需要的計算開銷也將不文件大小下，本文提出的方案所需要的時間開銷將明顯少于文文提出的方案引入去重調(diào)節(jié)系數(shù) 來減少權(quán)限標(biāo)簽的計算數(shù)量，權(quán)限標(biāo)簽所需要的計算時間開銷約趨于本文提出方案的 倍大，系統(tǒng)的安全性會隨之下降。

圖 3-7 不同權(quán)限集數(shù)目下密文生成的時間開銷3-7 Time Overhead of Ciphertext Generation on Different Number of Privileg不同文件大小對于權(quán)限標(biāo)簽的計算時間開銷，實驗中分別選取、20 MB、30 MB、40 MB、50 MB、60 MB、70 MB 和 80 MB 進(jìn)采用的參數(shù)設(shè)定為 1pt =、 =2。如圖 3-8 所示，實驗結(jié)果表明大小不斷增大時，兩個方案中權(quán)限標(biāo)簽所需要的計算開銷也將不文件大小下，本文提出的方案所需要的時間開銷將明顯少于文文提出的方案引入去重調(diào)節(jié)系數(shù) 來減少權(quán)限標(biāo)簽的計算數(shù)量，權(quán)限標(biāo)簽所需要的計算時間開銷約趨于本文提出方案的 倍大，系統(tǒng)的安全性會隨之下降。

第四章 支持完整性審計的云存儲安全去重方案不同數(shù)據(jù)塊數(shù)目對于校驗值 的生成時間開銷。實驗中分別選取為 4KB、8KB 和 16KB 進(jìn)行仿真測試，如圖 4-5 所示，實驗結(jié)果數(shù)目的不斷增多，校驗值 的計算開銷會呈現(xiàn)出遞增趨勢，當(dāng)數(shù)校驗值 的計算開銷也將明顯增大，從圖中可看出，對于 4KB 校驗值 所需要的計算開銷呈現(xiàn)出緩慢遞增趨勢；而對于 16KB單個數(shù)據(jù)塊哈希值的計算開銷增多，因此總計算時間開銷將明顯出線性遞增的趨勢。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳游旻;李飛;舒繼武;;大數(shù)據(jù)環(huán)境下的存儲系統(tǒng)構(gòu)建:挑戰(zhàn)、方法和趨勢[J];大數(shù)據(jù);2019年04期

2 趙皎云;;密集存儲系統(tǒng)及其市場需求分析[J];物流技術(shù)與應(yīng)用;2018年09期

3 段晨;;數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)故障了怎么辦[J];計算機與網(wǎng)絡(luò);2018年21期

4 王龍江;陳越;嚴(yán)新成;黃愷翔;;網(wǎng)絡(luò)編碼云存儲系統(tǒng)差分?jǐn)?shù)據(jù)更新方案[J];通信學(xué)報;2017年03期

5 陳震;劉文潔;張曉;卜海龍;;基于磁盤和固態(tài)硬盤的混合存儲系統(tǒng)研究綜述[J];計算機應(yīng)用;2017年05期

6 李阿妮;張曉;張伯陽;柳春懿;趙曉南;;公有云存儲系統(tǒng)性能評測方法研究[J];計算機應(yīng)用;2017年05期

7 王國慶;;安全云存儲系統(tǒng)綜述[J];科技視界;2017年05期

8 沈海靈;;移動云存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵問題與技術(shù)方案[J];福建電腦;2017年08期

9 王海濤;李戰(zhàn)懷;張曉;;一種云存儲系統(tǒng)分層性能監(jiān)測和采集方法[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2016年03期

10 齊嬋穎;李育超;聶睿;覃楊森;;基于開放云存儲協(xié)議的云存儲系統(tǒng)性能評測方法研究[J];電子設(shè)計工程;2016年19期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 哈希木（Hashim Hasabelrasul Abdallah Hamid）;基于VSG的中壓兆瓦級級聯(lián)H橋蓄電池存儲系統(tǒng)[D];華北電力大學(xué)(北京);2019年

2 吳林;基于異構(gòu)存儲設(shè)備的分布式對象存儲系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];重慶大學(xué);2018年

3 周玉坤;云存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)去重安全性方法研究[D];華中科技大學(xué);2018年

4 李志鵬;基于糾刪碼的容錯存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)布局優(yōu)化[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

5 曾坤;事務(wù)存儲系統(tǒng)：事務(wù)沖突與事務(wù)并行[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 劉科;內(nèi)容感知存儲系統(tǒng)中的信息檢索關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

7 劉勁松;關(guān)于存儲系統(tǒng)性能的測試、仿真與評價的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

8 侯方勇;存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)機密性與完整性保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

9 王俊偉;大規(guī)模多媒體存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)放置與調(diào)度策略的研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

10 郇丹丹;高性能存儲系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（計算技術(shù)研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 艾英義;基于無證書代理重加密的云存儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];南京師范大學(xué);2019年

2 張桂鵬;云存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)安全去重技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

3 李立;基于GlusterFS的分級云存儲系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];國防科技大學(xué);2017年

4 陳珩;基于眾籌機制的網(wǎng)內(nèi)存儲系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];國防科技大學(xué);2017年

5 王鵬飛;面向高性能計算機的分布式混合存儲系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究[D];國防科技大學(xué);2017年

6 孫曉霞;文件資料存儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘭州大學(xué);2015年

7 黃奇凡;云存儲系統(tǒng)文件級數(shù)據(jù)去重方法研究[D];武漢紡織大學(xué);2019年

8 Brian Alberto Ignacio Reyes;高可靠性存儲系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)冗余策略[D];上海交通大學(xué);2018年

9 傅雨東;SSD緩存系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2018年

10 王振杰;基于SCM的Key-Value存儲系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2018年

本文編號：2842024