目前云計算行業(yè)呈現出快速的發(fā)展趨勢,越來越多的云存儲服務提供商借助云存儲的高可靠性和可擴展性等特性為用戶提供低廉的管理和存儲服務,大大降低數據存儲的成本和風險。隨著云端數據量急劇增加,云存儲服務提供商使用重復數據刪除技術來消除云存儲系統(tǒng)上的冗余數據,節(jié)省存儲空間。然而重復數據刪除技術與傳統(tǒng)加密算法不可兼容,云存儲服務提供商無法通過傳統(tǒng)加密算法生成的隨機密文來進行數據重復性檢測。為了解決加密數據可去重問題,現有的諸多數據去重方案采用收斂加密算法來保證相同數據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致方案容易遭受離線字典攻擊。其次,由于數據物理位置的隔離,用戶往往無法實時監(jiān)控數據的狀態(tài),云服務器上的數據面臨著隱私泄露、篡改丟失和未授權訪問等安全隱患。因此如何在支持加密數據去重的同時確保數據的安全性,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據去重方案,其中在現有的云存儲系統(tǒng)中引入兩種云存儲模式:混合云存儲和分布式云存儲,以此來實現不同場景下云存儲系統(tǒng)的細粒度去重,主要內容和貢獻點如下:1.提出了一種基于Merkle哈希樹的云存儲安全去重方案,方案引入權限等級函數和去重調節(jié)系數來設計出一種高效安全的權限標簽,通過該權限標簽能確保重復副本得以檢測出,有效地實現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容獲取的生成方式,通過Merkle哈希樹的構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,方案有效地降低權限標簽和密文的計算開銷,保證數據的安全性。2.提出了一種支持完整性審計的云存儲安全去重方案。在數據去重過程中結合了全局審計機制、局部審計機制和遠程審計機制來實現對文件的完整性審計以及精確地定位到損壞丟失的數據塊,有效地抵制云存儲服務提供商對數據進行壟斷篡改的惡意行為,實現了分布式云存儲架構下的數據去重系統(tǒng)。此外利用確定性的秘密共享方案來提高數據的容錯性和機密性,使得在一定數量內的數據塊發(fā)生竊取丟失也能夠重構恢復出整個文件,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簽發(fā)起的偽造攻擊,提高數據的機密性。
【學位單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP333;TP309.2
【部分圖文】：

圖 3-7 不同權限集數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限標簽的計算時間開銷，實驗中分別選取、20 MB、30 MB、40 MB、50 MB、60 MB、70 MB 和 80 MB 進采用的參數設定為 1pt =、 =2。如圖 3-8 所示，實驗結果表明大小不斷增大時，兩個方案中權限標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節(jié)系數 來減少權限標簽的計算數量，權限標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 不同權限集數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限標簽的計算時間開銷，實驗中分別選取、20 MB、30 MB、40 MB、50 MB、60 MB、70 MB 和 80 MB 進采用的參數設定為 1pt =、 =2。如圖 3-8 所示，實驗結果表明大小不斷增大時，兩個方案中權限標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節(jié)系數 來減少權限標簽的計算數量，權限標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據塊數目對于校驗值 的生成時間開銷。實驗中分別選取為 4KB、8KB 和 16KB 進行仿真測試，如圖 4-5 所示，實驗結果數目的不斷增多，校驗值 的計算開銷會呈現出遞增趨勢，當數校驗值 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出緩慢遞增趨勢；而對于 16KB單個數據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。
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本文編號：2842024