动态数据安全审计云存储系统研究

提出支持数据去重的数据持有性证明方案,该方案改进了原有数据去重中利用MD5值冒领原数据使用权的安全问题,并且引入可信第三方对不同文件的验证密钥进行管理,避免了文件标签的重复计算,同时利用额外的本地存储减少了时间消耗和通信代价。针对文件级云存储,设计了基于索引的动态数据持有性证明方案,并且针对之前方案中存在文件I/O对验证时间的影响,采用B+树多级索引对文件做查询优化。实验结果表明,该方案与传统方案相比,针对数据去重场景大幅度地减少了存储开销,降低了文件级的更新操作时间复杂度。     

一种基于同态Hash的数据持有性证明方法

在云存储服务中,为了让用户可以验证存储服务提供者正确地持有(保存)用户的数据,该文提出一种基于同态hash (homomorphic hashing)的数据持有性证明方法。因为同态hash算法的同态性,两数据块之和的hash值与它们hash值的乘积相等,初始化时存放所有数据块及其hash值,验证时存储服务器返回若干数据块的和及其hash值的乘积,用户计算这些数据块之和的hash值,然后验证是否与其hash值的乘积相等,从而达到持有性证明的目的。在数据生存周期内,用户可以无限次地验证数据是否被正确持有。该方法在提供数据持有性证明的同时,还可以对数据进行完整性保护。用户只需要保存密钥K,约520 byte,验证过程中需要传递的信息少,约18 bit,并且持有性验证时只需要进行一次同态hash运算。文中提供该方法的安全性分析,性能测试表明该方法是可行的。     

一种基于PoW的安全云存储数据去重方案

数据去重技术虽能提高云存储效率和节约网络通信带宽,但其安全问题备受学术界和产业界关注,成为研究热点。在用户对数据隐私性、机密性和完整性等的强烈需求下,安全云存储数据去重技术应运而生。文章给出云存储系统数据去重的系统模型和威胁模型,分析云存储系统数据去重的安全需求,介绍云存储系统数据去重方案的设计思路,提出云存储系统数据去重方案系统设置、数据上传、文件级所有权管理、数据块级所有权管理和数据下载的关键算法。     

一种云存储系统数据去重方案的性能分析

在数据去重的同时确保数据安全性是当前云存储系统亟待解决的挑战性问题,设计安全数据去重方案的目标是在确保存储空间利用率和数据安全性的前提下有效抵御内部和外部恶意攻击。文章对基于PoW(所有权证明)的安全云存储数据去重方案进行简要介绍,从PoW安全性、数据隐私性、攻击抵抗性和前后向安全等方面验证方案的安全性,并分析方案的密钥生成效率、数据上传效率和所有权管理能力。结果表明,在计算开销和通信开销方面,该方案具有比传统方案较为明显的优势。     

基于多分支认证树的多用户多副本数据持有性证明方案

在云存储环境下,如何高效、动态地完成对多用户多副本数据的完整性验证是一个挑战性问题。基于双线性代数映射的签名机制和多分支认证树特性,提出了一种新的多用户多副本数据持有性证明方案。该方案通过使用随机掩码技术对密文进行处理确保数据隐私性,采用多分支认证树来提高数据分块的签名效率,能够支持数据动态更新操作。此外,引入第三方审计者对多用户多副本数据进行批量审计以减少计算开销。最后,分析表明本方案具有较高的安全性和效率。     

公共云存储中私密数据的去重删除研究

为了降低公共云存储系统的空间开销,对公共云存储中私密数据的重复数据进行归并和删除处理,提高云存储容量,提出一种基于语义本体特征匹配检测的公共云存储中私密数据的去重删除技术。采用交叉分布方法进行公共云存储中私密数据的特征分解,根据数据的属性类别进行存储空间区域划分,提取私密数据的语义本体结构信息特征量,根据提取的特征量进行匹配检测,根据语义属性实现对重复数据的自适应筛选,对筛选出来的重复数据采用矩阵分解方法进行特征压缩和删减,实现去重删除。仿真结果表明,采用该算法进行公共云存储中私密数据的去重删除处理,提高了存储空间的容量,降低了数据存储的维数,实现了私密数据的优化存储。     

一种基于ORAM的数据可恢复性证明与访问模式的隐藏

随着云计算的发展与应用,越来越多的客户选择云存储作为存储媒质,因此,数据的完整性和私密性成为客户关心的主要问题。基于无关RAM模型机提出一种新的结构,将客户文件分割成大小相等的数据块,每个数据块在云存储中有两个备份,且随机地存储在不同的文件中,以保证数据的完整性。利用同态散列算法验证数据的可持有性,通过无关RAM隐藏客户对服务器的访问模式,敌手无法从客户的数据访问模式中获取有用的信息,从而实现了数据的私密性。     

云存储中密文数据的客户端安全去重方案

云存储环境下,客户端数据去重能在本地进行文件重复性检测,有效地节约存储空间和网络带宽.然而,客户端去重仍面临着很多安全挑战.首先,由于将文件哈希值作为重复性检测的证据,攻击者很可能通过一个文件的哈希值获得整个文件;其次,为了保护数据隐私,收敛加密被广泛运用于数据去重方案,但是由于数据本身是可预测的,所以收敛加密仍不可避免地遭受暴力字典攻击.为了解决上述问题,本文首次利用盲签名构造了一个安全的密钥生成协议,通过引入一个密钥服务器,实现了对收敛密钥的二次加密,有效地预防了暴力字典攻击;并进一步提出了一个基于块密钥签名的拥有权证明方法,能够有效预防攻击者通过单一的哈希值来获取文件,并能同时实现对密文文件的文件级和块级去重.同时,安全分析表明本文方案在随机预言模型下是可证明安全的,并能够满足收敛密钥安全、标签一致性和抗暴力字典攻击等更多安全属性.此外,与现有方案相比,实验结果表明本文方案在文件上传和文件去重方面的计算开销相对较小.     

无第三方服务器的基于数据流行度的加密去重方案

在加密去重系统中,基于流行度为数据设定不同级别的安全保护可有效平衡数据安全与存储效率。现有方案均需引入第三方服务器协助统计数据流行度,而第三方易成为单点故障和效率瓶颈。针对此问题,提出了一个无第三方服务器的基于数据流行度的加密去重方案,基于Count-Minsketch算法和MerklePuzzles协议实现数据流行度的安全统计,并通过用户间执行s PAKE协议实现不流行数据的加密去重。安全性分析和实验评估表明所提方案是安全且高效的。     

降低可证明存储的计算和通信复杂度

Nowadays , an increasing number of persons choose to outsource their computing demands and storage demands to the Cloud. In order to ensure the integrity of the data in the untrusted Cloud, especially the dynamic files which can be updated online, we propose an improved dynamic provable data possession model. We use some homomorphic tags to verify the integrity of the file and use some hash values generated by some secret values and tags to prevent replay attack and forgery attack. Compared with previous works , our proposal reduces the computational and communication complexity from O (logn ) to O (1). We did some experiments to ensure this improvement and extended the model to file sharing situation.     

基于分布式代理的云资源调度中可信数据获取机制

Nowadays , an increasing number of persons choose to outsource their computing demands and storage demands to the Cloud. In order to ensure the integrity of the data in the untrusted Cloud, especially the dynamic files which can be updated online, we propose an improved dynamic provable data possession model. We use some homomorphic tags to verify the integrity of the file and use some hash values generated by some secret values and tags to prevent replay attack and forgery attack. Compared with previous works , our proposal reduces the computational and communication complexity from O (logn ) to O (1). We did some experiments to ensure this improvement and extended the model to file sharing situation.     

支持文件重删的HDFS分布式备份系统研究

随着传统行业电子化的速度日渐加快,电脑上的数据量与日俱增,数据备份领域面临的挑战也越来越大.传统备份因为需要大量的磁盘阵列作为存储介质,所以在成本控制上一直是个难题.针对该情况,结合云存储平台低廉的成本、高效的资源伸缩与利用率,研究在HDFS系统中加入新的重复数据删除技术,并对原有备份策略进行优化,设计出一种基于云存储中的重复数据删除技术的备份系统.最后通过实验,对改进后的方案系统与传统备份方案备份文件所占空间、时间等参数进行了对比.     

一种基于内容分块的层次化去冗优化策略

在过去的数十年中,信息数据量呈现指数级增长,如何存储和保护这些大量信息数据成为一个难题.云存储和冗余去重技术成为解决上述难题的主要技术.去冗技术在云存储系统中得到广泛应用,但主流的云存储系统存在索引信息的膨胀以及数据分块的不确定性等不足,而这些弊端会导致内存空间的浪费和数据分块的不可预知性.针对这些问题,提出了一种基于内容分块的层次化去冗优化策略,并构建了对应的算法,解决了云存储系统中索引信息表过大和数据分块过大或过小的问题.并且选取CNN新闻的页面内容作为测试集进行实际测试,通过比较去冗比和去冗时间可以看出,相比于目前主流的去冗策略,本文提出的基于内容分块的层次化去冗优化策略能够提升3%左右的去冗比,同时降低2%左右的去冗时间.     

同态加密技术及其在云计算安全中的应用

文章针对云计算的安全问题,提出了一种全同态加密方案和基于此方案的数据检索算法,既保证了用户数据的安全性,又保证了服务器能够对存储的用户密文直接检索,为云系统中的信息安全和数据处理提供了良好的解决方案。     

基于散列链的云存储资源使用度量机制研究

云存储服务的一种主要收费模式为依据服务提供商度量的客户资源实际使用量进行计费。因此,支付方和服务提供商之间的信任问题成为这种商业计费模式的关键因素,并可能引发安全问题。一方面,云存储服务提供商或者内部人员可能声称更多的客户资源使用量而多收取服务费用;另一方面,支付方可能否认已使用的资源从而减少应支付的费用。提出了一种基于散列链的资源使用度量机制,对不同资源分别产生可验证的证据。对于多数资源,现有云存储计费机制可以依据资源使用总量产生证据,但是考虑到存储量随时间不断波动并且资源的计费不仅与存储量相关还与时间因素相关,因此现有机制不能完全适用。提出的存储资源使用度量机制同时考虑时间和存储量2个因素,利用与计费方式关联的散列链产生证据,实现了原有机制的改进,达到了资源使用的可验证度量目标。