云存儲(chǔ)中數(shù)據(jù)安全模型設(shè)計(jì)及分析關(guān)鍵技術(shù)研究
本文選題:云存儲(chǔ)安全 切入點(diǎn):策略優(yōu)化 出處:《華東理工大學(xué)》2016年博士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的迅速擴(kuò)大,云存儲(chǔ)成為企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)外包的重要趨勢(shì)。云存儲(chǔ)是由大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)中心,通過虛擬化技術(shù),為用戶提供高效、多樣、穩(wěn)定的存儲(chǔ)及訪問服務(wù)。云存儲(chǔ)技術(shù)方興未艾,數(shù)據(jù)安全問題始終貫穿其基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)與服務(wù)組合實(shí)現(xiàn)。虛擬化與多租戶技術(shù)使得多用戶共享同一物理主機(jī),不同用戶的數(shù)據(jù)之間采用邏輯隔離技術(shù),攻擊者可能會(huì)從物理層上竊取、篡改、刪除他人的隱私數(shù)據(jù)。同時(shí),由于用戶數(shù)據(jù)及其備份存儲(chǔ)在分布式的云節(jié)點(diǎn)中,數(shù)據(jù)遷移或刪除時(shí)無法確保所有副本被完全刪除,導(dǎo)致數(shù)據(jù)殘留問題。因此,建立云存儲(chǔ)中安全模型對(duì)于保護(hù)用戶隱私和數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。本文研究云存儲(chǔ)中數(shù)據(jù)安全的若干關(guān)鍵問題的建模和分析方法,涉及加密存儲(chǔ)、完整性驗(yàn)證、訪問控制和確認(rèn)刪除等方面。通過數(shù)據(jù)分割和規(guī)則精化算法優(yōu)化訪問控制策略、利用數(shù)據(jù)標(biāo)簽驗(yàn)證云端數(shù)據(jù)完整性、采用副本策略保證數(shù)據(jù)的高度可用性、引入身份驗(yàn)證加強(qiáng)屬性加密方法的安全性、借助簽密技術(shù)提高算法效率、使用時(shí)間加密和DHT網(wǎng)絡(luò)確保密文和密鑰的確認(rèn)刪除,從而建立了適用于云存儲(chǔ)中具有隱私保護(hù)特性的數(shù)據(jù)安全方案。論文的主要研究成果如下:(1)提出滿足云計(jì)算構(gòu)架并具有多安全級(jí)別的邏輯資源視圖。對(duì)訪問控制策略中相交的資源進(jìn)行分割,得到離散的數(shù)據(jù)塊集。進(jìn)而將策略投影到每個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊上,消除規(guī)則間的沖突和冗余,實(shí)現(xiàn)高效和安全的細(xì)粒度訪問控制。(2)提出外包數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證和快速恢復(fù)方案,實(shí)現(xiàn)了通過較小的計(jì)算和通信開銷驗(yàn)證云端數(shù)據(jù)的完整性以及恢復(fù)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)塊。在驗(yàn)證的過程中,云端無法偽造數(shù)據(jù)完整性證明,同時(shí)審計(jì)者不能解密文本或窺探用戶隱私。當(dāng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證出錯(cuò)時(shí),快速恢復(fù)方案能夠精確定位到出錯(cuò)的云節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的某個(gè)或某幾個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)塊,并利用存儲(chǔ)在其他云節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)副本完成快速恢復(fù)。(3)提出云環(huán)境下基于多屬性機(jī)構(gòu)的加解密方案,降低了訪問控制中大量用戶密鑰的管理難度。通過建立用戶域,并授權(quán)域?qū)傩詸C(jī)構(gòu)為合法用戶頒發(fā)有限時(shí)效的屬性私鑰,實(shí)現(xiàn)了密鑰管理的負(fù)載均衡。方案具備高效的屬性更新、回收等機(jī)制,并且能夠有效抵御非法用戶和部分屬性機(jī)構(gòu)的共謀攻擊。在此基礎(chǔ)上,論文優(yōu)化了基于屬性的簽密技術(shù),使文件簽名和加密的過程能夠在一次運(yùn)算中完成,并提出了一種安全加強(qiáng)的簽密技術(shù),用于敏感數(shù)據(jù)的外包存儲(chǔ)和共享。在醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景中,方案分別利用不同的簽名、簽密方法以滿足數(shù)據(jù)的安全要求和用戶訪問效率。(4)提出基于時(shí)間樹的加密方法以及時(shí)間密鑰的管理機(jī)制,并構(gòu)建數(shù)據(jù)密鑰的安全中間層,實(shí)現(xiàn)了密文文本和加密密鑰的雙重確認(rèn)刪除。方案根據(jù)文本的生命周期構(gòu)建對(duì)應(yīng)的時(shí)間樹,通過節(jié)點(diǎn)著色將屬性和時(shí)間結(jié)合在一起作為加密基元。對(duì)于上傳云端的密文,方案利用時(shí)間參數(shù)進(jìn)行對(duì)象封裝,使得云端密文更加安全。同時(shí),利用屬性對(duì)數(shù)據(jù)密鑰加密以保護(hù)密鑰安全,使得分布于DHT網(wǎng)絡(luò)中的密鑰密文能夠抵抗Sybil攻擊。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP333;TP309
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,本文編號(hào):1611918
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