本文關(guān)鍵詞：重復(fù)數(shù)據(jù)可刪除的云數(shù)據(jù)審計協(xié)議的研究

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【摘要】：云計算具有對可配置的計算資源進(jìn)行方便和按需訪問的優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前信息領(lǐng)域正在快速發(fā)生的變革。作為最典型的云技術(shù)之一,云存儲服務(wù)允許用戶將數(shù)據(jù)外包給服務(wù)器存儲,用戶可以隨時隨地訪問存儲在云上的數(shù)據(jù)。然而,用戶一旦將數(shù)據(jù)上傳,便失去了對數(shù)據(jù)的控制權(quán),用戶時刻關(guān)心自己的數(shù)據(jù)是否安全和完整的存放在服務(wù)器上。在這種情況下,云存儲審計協(xié)議可以幫助用戶在不取回數(shù)據(jù)的前提下,遠(yuǎn)程的驗證存儲在服務(wù)器上數(shù)據(jù)的完整性。然而,隨著云存儲服務(wù)的持續(xù)高速發(fā)展,用戶的數(shù)據(jù)變得日益膨脹和冗余,這給服務(wù)器的存取效率產(chǎn)生了巨大的負(fù)擔(dān)。重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)是解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù),它不僅能夠通過避免服務(wù)器存儲重復(fù)的數(shù)據(jù)來減少存儲開銷,還能夠減免用戶上傳重復(fù)數(shù)據(jù)從而減輕用戶的通信開銷。重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)為服務(wù)器和用戶帶來一系列好處的同時,也引入了新的安全隱患,即:存在惡意用戶在沒有實際持有數(shù)據(jù)的情況下通過其他途徑獲得對數(shù)據(jù)的持有權(quán)。為了防止可能的攻擊者利用去重復(fù)的功能來惡意竊取數(shù)據(jù),人們引入加密的方法來確保用戶數(shù)據(jù)的安全存放。然而加密和去重復(fù)卻產(chǎn)生了矛盾:加密會使得數(shù)據(jù)呈現(xiàn)隨機(jī)性,而去重復(fù)建立在數(shù)據(jù)的相似性之上。為了安全的實施重復(fù)數(shù)據(jù)刪除,收斂加密的方法被提出。這種確定性加密方法能夠讓相同的信息加密得到相同的密文,讓安全的去重復(fù)技術(shù)成為可能。然而,收斂加密為數(shù)據(jù)提供的安全性有限(僅針對不可預(yù)測信息),可預(yù)測信息容易受到字典攻擊。目前,大多數(shù)數(shù)據(jù)去重復(fù)方案僅僅單一的針對數(shù)據(jù)的安全去重復(fù)或者是數(shù)據(jù)的完整性驗證。由于數(shù)據(jù)的正確和完整是去重復(fù)順利執(zhí)行的基礎(chǔ),設(shè)計一個針對加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的云存儲審計協(xié)議,在一個框架下確保數(shù)據(jù)的完整性和效率性,同時保護(hù)用戶的隱私,是一個重要的研究問題。針對以上的問題,本文利用基于Merkle哈希樹的持有權(quán)證明實現(xiàn)了對云存儲數(shù)據(jù)的去重復(fù),通過收斂加密保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)隱私。在研究了現(xiàn)有的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除方案的性能和安全性后,結(jié)合密碼學(xué)技術(shù),我們構(gòu)造了兩個密文去重復(fù)的云存儲審計方案。具體工作包括:1.分析了Yuan等的PCAD方案和Du等的PoOR方案。我們研究這兩個方案的基本構(gòu)造,討論其是否安全,并且進(jìn)一步探索重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的云存儲審計方案。2.基于Yuan等的PCAD方案,我們構(gòu)造一個加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的公開云存儲審計(E-PCAD)方案。新方案在用戶上傳數(shù)據(jù)之前進(jìn)行加密,保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)隱私,同時安全的實施重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。收斂加密針對特定信息(不可預(yù)測信息)具有較強(qiáng)的安全性。E-PCAD方案繼承了PCAD方案的優(yōu)點(diǎn):公開審計,重復(fù)數(shù)據(jù)刪除,標(biāo)簽聚合,批審計的特點(diǎn)。3.基于Du等的PoOR方案,我們構(gòu)造一個加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的可恢復(fù)性證明(E-PoOR)方案。新方案對用戶上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,在一個方案下實現(xiàn)了用戶加密數(shù)據(jù)可恢復(fù)性檢測和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。E-PoOR方案繼承了PoOR方案的優(yōu)點(diǎn):即能以極大的概率恢復(fù)得到原來的文件。本文的研究成果是在保護(hù)用戶數(shù)據(jù)隱私的前提下,將重復(fù)數(shù)據(jù)刪除和云存儲審計相結(jié)合,在一個方案中同時實現(xiàn)了加密數(shù)據(jù)的完整性驗證和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。我們的方案對用戶數(shù)據(jù)執(zhí)行收斂加密,在保護(hù)用戶數(shù)據(jù)隱私的同時實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的效率存儲和安全存放,具有重要應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：重復(fù)數(shù)據(jù)刪除 收斂加密 云計算 密碼學(xué)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TP309
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究工作的背景與意義12-15
• 1.2 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的國內(nèi)外研究與現(xiàn)狀15-20
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新20-21
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排21-23
• 第二章 密碼學(xué)基礎(chǔ)知識23-32
• 2.1 相關(guān)數(shù)論知識與困難問題23-25
• 2.1.1 離散對數(shù)困難問題23-24
• 2.1.2 Diffie-Hellman問題24-25
• 2.2 基本工具25-28
• 2.2.1 Merkle哈希樹25-26
• 2.2.2 雙線性映射26-27
• 2.2.3 擦除碼27
• 2.2.4 Reed-Solomon碼27-28
• 2.2.5 同態(tài)認(rèn)證標(biāo)簽28
• 2.3 計算安全與可忽略的成功概率28-29
• 2.4 Hash函數(shù)和隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型29-30
• 2.4.1 Hash函數(shù)29
• 2.4.2 隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型29-30
• 2.5 可證明安全30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 兩個重復(fù)數(shù)據(jù)刪除云存儲審計方案的分析32-40
• 3.1 對Yuan等的PCAD方案的分析32-37
• 3.1.1 PCAD方案回顧32-35
• 3.1.2 PCAD方案分析35-37
• 3.2 對Du等的PoOR方案的分析37-39
• 3.2.1 PoOR方案回顧37-38
• 3.2.2 PoOR方案分析38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第四章 加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的公開云存儲審計方案40-66
• 4.1 問題的提出40-41
• 4.2 問題描述41-45
• 4.2.1 系統(tǒng)模型41-44
• 4.2.2 安全模型44-45
• 4.2.3 設(shè)計目標(biāo)45
• 4.3 加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的公開云存儲審計的方案描述45-57
• 4.3.1 算法描述46-49
• 4.3.2 方案流程49-52
• 4.3.3 正確性52-54
• 4.3.4 性能分析54-57
• 4.4 安全性證明57-61
• 4.4.1 對惡意服務(wù)器的安全性57-59
• 4.4.2 對惡意用戶的安全性59-61
• 4.5 仿真實驗結(jié)果和分析61-65
• 4.5.1 加密和解密階段61-62
• 4.5.2 審計階段62-63
• 4.5.3 批處理階段63-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的可恢復(fù)性證明66-84
• 5.1 問題的提出66-67
• 5.2 問題描述67-70
• 5.2.1 系統(tǒng)模型67-69
• 5.2.2 安全模型69-70
• 5.2.3 設(shè)計目標(biāo)70
• 5.3 加密數(shù)據(jù)去重復(fù)的可恢復(fù)性證明方案描述70-76
• 5.3.1 算法描述70-72
• 5.3.2 方案流程72-74
• 5.3.3 正確性74
• 5.3.4 性能分析74-76
• 5.4 安全性證明76-80
• 5.4.1 E-PoOR審計協(xié)議的安全性76-77
• 5.4.2 E-PoOR加密算法的安全性77-78
• 5.4.3 E-PoOR持有權(quán)證明的安全性78-80
• 5.5 仿真實驗結(jié)果和分析80-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 第六章 全文總結(jié)與展望84-86
• 6.1 全文總結(jié)84
• 6.2 后續(xù)工作展望84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 攻碩期間取得的研究成果90-91

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：537174