云計(jì)算技術(shù)伴隨著科技的進(jìn)步迅猛發(fā)展,大量數(shù)據(jù)亦不斷涌現(xiàn)。其中,為海量數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)服務(wù)的云存儲(chǔ)技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)。越來(lái)越多的用戶(hù)選擇將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器以節(jié)省本地存儲(chǔ)空間,但與此同時(shí),用戶(hù)也失去了對(duì)數(shù)據(jù)的絕對(duì)控制權(quán)。遠(yuǎn)端服務(wù)器不可信或系統(tǒng)故障等因素的存在,使用戶(hù)數(shù)據(jù)面臨著丟失或者篡改的風(fēng)險(xiǎn)。因此,保證外存于遠(yuǎn)端服務(wù)器的數(shù)據(jù)完整成為云存儲(chǔ)發(fā)展的首要問(wèn)題。數(shù)據(jù)持有性證明技術(shù)就是一種能夠遠(yuǎn)程校驗(yàn)服務(wù)器上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是否完整的技術(shù),它能使用戶(hù)無(wú)需下載所有數(shù)據(jù)到本地,僅通過(guò)與服務(wù)器的少量交互,便可驗(yàn)證遠(yuǎn)端服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是否完整。目前,大多數(shù)的數(shù)據(jù)持有性證明方案均支持第三方公開(kāi)審計(jì),即通過(guò)第三方審計(jì)(Third Party Auditor,TPA)來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性,可以有效減輕用戶(hù)的計(jì)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。但惡意的TPA在代替用戶(hù)審計(jì)的同時(shí),依靠與服務(wù)器的多次交互,可能分析出用戶(hù)數(shù)據(jù)的相關(guān)信息,導(dǎo)致用戶(hù)數(shù)據(jù)的隱私泄露。然而,近幾年提出的一些支持公開(kāi)審計(jì)的數(shù)據(jù)持有性證明方案,大多只考慮了針對(duì)惡意云服務(wù)器保證數(shù)據(jù)的完整性,能夠針對(duì)惡意TPA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完美隱私保護(hù)的方案卻為數(shù)不多。因此,研究既針對(duì)云服務(wù)器安全同時(shí)針對(duì)TPA零知識(shí)隱私的數(shù)據(jù)持有性證明技術(shù)是具有理論意義和實(shí)踐價(jià)值的。本文主要做了如下工作:1、研究零知識(shí)證明技術(shù),實(shí)現(xiàn)針對(duì)TPA的零知識(shí)隱私保護(hù)。利用“零知識(shí)證明”的思想構(gòu)造本文的挑戰(zhàn)與回應(yīng)證明協(xié)議,使TPA在驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性時(shí)得不到有關(guān)用戶(hù)數(shù)據(jù)的任何信息,從而完美地保護(hù)用戶(hù)的數(shù)據(jù)隱私。2、提出一個(gè)單用戶(hù)多云服務(wù)器環(huán)境下支持完美隱私保護(hù)且支持批處理的數(shù)據(jù)持有性證明(Provable Data Possession,PDP)方案。通過(guò)引入服務(wù)器組織者(Organiser)為多個(gè)云服務(wù)器分發(fā)挑戰(zhàn)和聚合證明,實(shí)現(xiàn)了TPA端高效地批處理審計(jì),根據(jù)“零知識(shí)證明”的思想設(shè)計(jì)本文的挑戰(zhàn)與回應(yīng)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)針對(duì)TPA的完美隱私保護(hù)。最后,將本文方案與Yu等人在單用戶(hù)多云服務(wù)器環(huán)境下簡(jiǎn)單拓展的PDP方案和Wang等人在多云存儲(chǔ)中支持批處理的PDP方案做了性能分析對(duì)比和實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果表明本方案擁有較低的通信復(fù)雜度和較高的批處理效率。3、提出一種多用戶(hù)多云服務(wù)器環(huán)境下支持完美隱私保護(hù)的批處理PDP方案。證明了方案的正確性、安全性和完美隱私性,并將所提方案與Yu等人在多用戶(hù)多服務(wù)器環(huán)境下簡(jiǎn)單拓展的PDP方案做了性能分析比較和實(shí)驗(yàn)對(duì)比,說(shuō)明我們方案是高效且可行的。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TP309;TP333
【部分圖文】：

51務(wù)器上的3000~4600個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行挑戰(zhàn)，設(shè)置步長(zhǎng)為200，觀(guān)察我們方案與Yu等人拓展方案的服務(wù)器端計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)驗(yàn)的對(duì)比結(jié)果如圖5.2所示。圖5.2 服務(wù)器端計(jì)算復(fù)雜度對(duì)比根據(jù)圖5.2可知，與Yu等人拓展方案相比，我們方案通過(guò)服務(wù)器Organiser的聚合證明運(yùn)算，能夠降低服務(wù)器端的計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能分析結(jié)果一致。2、TPA端計(jì)算復(fù)雜度對(duì)比云服務(wù)器在發(fā)生1%的數(shù)據(jù)損毀時(shí)， TPA挑戰(zhàn)其上300個(gè)數(shù)據(jù)塊，能以95%的概率檢測(cè)出該服務(wù)器的受損數(shù)據(jù)行為；挑戰(zhàn)460個(gè)數(shù)據(jù)塊，能以99%的概率檢測(cè)出該服務(wù)器的受損數(shù)據(jù)行為[52]。因此，我們?cè)O(shè)置實(shí)驗(yàn)的總挑戰(zhàn)塊數(shù)為1000~5000

圖5.2 服務(wù)器端計(jì)算復(fù)雜度對(duì)比知，與Yu等人拓展方案相比，我們方案通過(guò)服務(wù)器O低服務(wù)器端的計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能分析結(jié)果一算復(fù)雜度對(duì)比發(fā)生1%的數(shù)據(jù)損毀時(shí)， TPA挑戰(zhàn)其上300個(gè)數(shù)據(jù)塊，能受損數(shù)據(jù)行為；挑戰(zhàn)460個(gè)數(shù)據(jù)塊，能以99%的概率檢]。因此，我們?cè)O(shè)置實(shí)驗(yàn)的總挑戰(zhàn)塊數(shù)為1000~5000，步拓展方案的TPA端計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5.3所示
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本文編號(hào)：2870204