基于安全审计日志的网络文件系统数据完整性保护方法

网络文件系统在方便数据共享的同时也带来了新的安全隐患,审计日志跟踪并记录文件服务器上数据的变化,对于分析评价系统的安全性有重要价值.现有的系统因为不能防止内部攻击以保证审计日志的安全性,无法很好地满足用户需求,如攻击者可以直接通过驱动程序修改磁盘上的审计日志来删除敏感数据.提出了一种基于安全审计日志的对网络文件服务器上的数据进行完整性保护的方法.服务器中的每个文件和目录都对应一个认证符以保证其完整性,通过将文件服务器上的活动记录下来并生成日志,事后根据认证符和分析日志信息来对数据进行审计.另外,通过引入一个可信组件来生成认证符和审计日志并保证它们的安全性.根据该方法在NFS服务器上实现了原型系统Nfsd-log并对其进行了性能测试.SSH-build的测试结果表明,Nfsd-log的总时间开销比未受审计日志保护的原始NFS服务器的时间开销仅增加9.2%.     

基于无双线性对的可信云数据完整性验证方案

针对云审计中第三方审计机构（TPA）可能存在的恶意欺骗行为,提出一种无双线性对的、能够正确检查TPA行为的可信云审计方案。首先,利用伪随机比特生成器生成随机挑战信息,以保证TPA生成挑战信息可靠;其次,在证据生成过程中增加哈希值,从而有效保护用户数据隐私;然后,在证据验证过程中,增加用户和TPA结果的交互过程,根据这个结果检查数据完整性,并判断TPA是否如实完成审计请求;最后,扩展该方案以实现多项数据的批量审计。安全分析表明,所提方案能够抵抗替换攻击和伪造攻击,且能保护数据隐私。相比基于Merkle哈希树的无双线性对（MHT-WiBPA）审计方案,所提方案的验证证据时间接近,而标签生成时间降低约49.96%。效能分析表明,所提方案在保证审计结果可信的前提下,实现了更低的计算开销和通信开销。     

基于组密钥服务器的加密文件系统的设计和实现

网络存储技术在方便数据共享的同时带来了新的安全隐患,加密文件系统通过密码学方法保证存储在不受用户直接控制的服务器上的文件数据的机密性和完整性.现有的针对共享加密文件系统的密钥管理方法不能同时满足安全性、灵活性和高效性的需求.该文提出了加密文件系统GKS-CFS.引入可信的组密钥服务器(GKS)集中管理文件加密密钥,GKS上可以实施灵活的访问控制策略.通过使用访问控制块和锁盒子,降低了对GKS的计算和存储需求,使之可以用硬件实现来增强安全性;通过文件数据的分块加密和密钥版本技术,降低了权限撤销的开销.作者在Lustre上实现了GKS-CFS的原型系统并进行了测试.测试结果表明,由于避免使用了公钥密码算法,和其他系统相比,GKS-CFS的普通文件操作中的密码学操作开销减少了一个数量级,顺序读写和随机文件操作的性能分别平均降低了42.0%和8.4%.     

EMCA:一种新的多云存储中高效的多副本审计方案

云数据审计是一项允许数据所有者在不下载数据的情况下检查数据是否在远程云服务器上完整存储的技术。目前,云数据审计可分为单副本审计和多副本审计,针对多副本审计方案中计算开销大以及无法审计多云存储数据的不足,提出了一种在多云情景下高效的多副本云数据审计方案。所提方案使用较轻量级的模幂加密技术代替传统上计算成本较高的双线性配对技术,以降低在审计过程中的计算开销,提高了方案的效率。为每个副本数据块生成一个同态验证标签(HVT)作为元数据,当用户发出审计要求,每个云服务提供商生成对应的证据,由云服务器管理者聚合证据,实现了在多云存储中的审计。安全分析表明,所提方案可抵挡恶意云服务提供商的伪造攻击,以及恶意云服务提供商与第三方审计者的合谋攻击。性能分析表明,所提方案在计算开销上低于现有多副本审计方案,实现了高效的多云存储多副本审计。     

面向真实云存储环境的数据持有性证明系统

对数据动态更新和第三方审计的支持的实现方式是影响现有数据持有性证明（provable data possession,简称PDP）方案实用性的重要因素.提出面向真实云存储环境的安全、高效的PDP系统IDPA-MF-PDP.通过基于云存储数据更新模式的多文件持有性证明算法MF-PDP,显著减少审计多个文件的开销.通过隐式第三方审计架构和显篡改审计日志,最大限度地减少了对用户在线的需求.用户、云服务器和隐式审计者的三方交互协议,将MF-PDP和隐式第三方审计架构结合.理论分析和实验结果表明：IDPA-MF-PDP具有与单文件PDP方案等同的安全性,且审计日志提供了可信的审计结果历史记录;IDPA-MF-PDP将持有性审计的计算和通信开销由与文件数线性相关减少到接近常数.     

高速邮件监控审计研究

为了满足企业级高速网络中邮件监控需求,提出了基于内存映射和libnids改进框架的邮件监控审计方案.该方案首先通过改进libnids库内核、用户级缓存和内存映射文件技术减小I/O开销,高效捕获存、储原始邮件数据,然后对邮件协议进行了深入地分析,将捕获的数据简化封装成MIME格式,采用多线程技术对其进行还原,最后采用基于Wu_Manber多模式匹配算法对还原的邮件内容进行审计,生成强大的审计报表.测试结果表明,该系统能为企业管理部门提供一个高效的邮件监管工具.     

基于盲签名的云共享数据完整性审计方案

云端共享数据完整性审计用来验证一个用户群组共享在云端的数据的完整性。传统方式下,成员用户需要为每一个数据块生成认证器,再将数据块和对应的认证器上传到云服务器中保存。然而用户的计算资源有限且计算能力不高,由用户产生数据块认证器需要消耗用户很大的计算开销。为了节省用户的计算资源,提高认证器生成的效率,提出基于盲签名算法的云共享数据完整性审计方案。用户先对数据块进行盲化再发送到认证器生成中心生成相应的认证器,此外,方案中对第三方审计者TPA进行审计授权,有效地避免了攻击者对于云服务器的DDoS攻击。安全性分析和实验结果表明该方案是安全、高效的。     

基于嵌套Merkle Hash tree区块链的云数据动态审计模型

云存储凭借高扩展性、高可靠性、低成本的数据管理优点得到用户青睐。然而,如何确保云数据完整性成为亟待解决的安全问题。当前最成熟、高效的云数据完整性审计方案是基于半可信第三方来提供公共审计服务,但基于半可信第三方审计方案存在单点失效、算力瓶颈和错误数据定位效率低等问题。为了解决上述问题,提出了基于区块链的云数据动态审计模型。首先,采用分布式网络、共识算法建立一个由众多审计实体组成的区块链审计网络,并以此来解决单点失效和算力瓶颈问题;然后,在保证区块链数据可信度的前提下,引入变色龙哈希算法和嵌套MHT结构,以实现云数据标签在区块链上的动态操作;最后,借助嵌套MHT结构以及辅助路径信息,提高了在审计发生错误时对错误数据的定位效率。实验结果表明,与基于半可信第三方云数据动态审计方案相比,所提模型显著提高了审计效率,降低了数据动态操作时间开销,并提升了错误数据定位效率。     

无证书的共享数据公开审计方案

公钥密码体制中多数公开审计方案存在证书管理问题,会增加存储负荷和通信成本。为有效验证半可信云中数据的完整性,减少证书管理的额外开销,提出一种无证书的公开审计方案。采用同态技术实现批审计,高效完成多个用户的审计需求,通过ELGamal加密体制对用户身份进行追踪,防止用户的恶意行为。安全性和性能分析结果表明,该方案安全高效,能够抵抗类型Ⅰ和类型Ⅱ敌手攻击,并满足签名不可伪造性和签名用户身份隐私性。     

轻量级的数据融合隐私保护算法

针对隐私数据易受数据机密性、完整性和新鲜性攻击这一问题,提出了一种基于同态Hash函数的无线传感器网络(WSN)数据融合隐私保护算法--HPDA算法。利用同态加密算法保证了融合数据的机密性,通过构建同态Hash函数进行数据的完整性和新鲜性检测,通过改进的ID传输机制减少系统的通信开销。理论分析和实验仿真结果表明,HPDA算法在无线传感器网络数据融合过程中具有良好的数据机密性、完整性和新鲜性保护,且具有较低的通信开销。     

Informix数据库安全审计系统设计与实现

数据库安全审计对于保障数据库安全是至关重要的.设计实现一个Informix数据库安全审计系统,通过对Informix数据库审计日志文件格式的分析,能够对数据库的操作按照用户会话过程进行还原,同时设计多级的安全规则对相应的数据库操作给出不同级别的警告.在系统架构上,采用分离的采集器和分析器结构,能针对多个日志数据源进行同时处理,日志分析结果采用XML格式进行存储,具有很好的通用性和可扩展性.实验测试结果表明,系统能很好地完成Informix数据库操作的实时审计.     

电子文件归档的安全性分析

针对电子文件移交归档的安全应用需求,提出一种基于密码技术、可信网络、电子印章、数字水印、版权保护等技术的电子文件归档与利用的安全方案,并分析了该安全方案的应用模型.应用数字版权保护、版式文件、全程加密、打印控制和电子印章与数字水印等技术,解决了电子文件归档与利用中的惟一性、真实性、完整性、安全性、防扩散和防复制等问题.     

支持审计与取证联动的日志系统设计

目前国内外缺乏综合数据提炼能力的日志搜索和分析系统,也还没有专门同时为安全审计与计算机取证目的设计的日志保护和分析工具,针对这一现状,分析并提出了一种日志综合分析平台,以支持网络审计与计算机取证.描述了这种安全日志文件系统的构建,采集、管理和保护,可以做到审计与取证的联动分析,形成了一个高可信审计与取证能力的基本通用模型.最后给出了系统实现的界面和系统的性能分析.     

一种采用签名与哈希技术的云存储去重方案

针对单一云存储服务提供商可能对数据进行垄断控制和现有云存储去重系统采用的收敛加密算法容易遭受暴力攻击等问题,提出了一种采用签名与哈希技术的云存储去重方案,通过在数据去重过程中采用双层校验机制对数据完整性进行审计,能够校验文件的完整性和精确地定位到损坏的数据块;同时构造Merkle哈希树来生成校验值,计算出去重标签,保证重复数据能够被检测;使用Mapbox和Lockbox结合的机制加密数据信息,保证非授权用户无法对文件进行访问。安全性分析及仿真实验结果表明,方案有效抵制暴力攻击,并能够降低去重标签的计算开销和减少存储空间。     

ORACLE REDO LOG文件分析及C语言描述

Oracle数据库系统通过 REDO L OG技术来管理数据操作和事务 ,如何分析跟踪 REDO L OG文件 ,实现对数据库操作的监控 ,在数据库审计、数据库复制和数据库安全等方面具有重要的实用价值 .本文对 ORACL E REDO L OG文件进行了详尽的分析 ,给出了 REDO L OG文件头、文件体块结构和文件数据结构的 C语言描述 ,以及 REDO L OG事务控制机制的分析 ,并已成功的用于数据库审计和数据库复制系统     

面向资源受限用户的高效动态数据审计方案

物联网（IoT）设备推动着云存储外包数据服务的快速发展,从而使云存储外包数据服务得到越来越多终端用户的青睐,因此如何确保云服务器中用户数据的完整性验证成为一个亟待解决的热点问题。针对资源受限的用户,目前的云数据审计方案存在运算复杂、开销高和效率低等问题。为了解决这些问题,提出一个面向资源受限用户的高效动态数据审计方案。首先提出一个支持动态审计的NCBF-M-MHT数据结构,其中：新颖的计数布隆过滤器（NCBF）结构能在O（1）时间内实现数据的动态更新请求,从而保证审计的高效性;多棵Merkle哈希树（M-MHT）结构的根节点则通过用户身份验证进行签名,进而保证数据的安全性。然后对审计各实体采用不同的分配方式,并使用数据证据和标签证据来验证数据的正确性和完整性。实验结果表明,相比基于动态哈希表的审计方案（DHT Audit）、基于MHT的审计方案（MHT Audit）和基于位置数组双向链接信息表的审计方案（LA-DLIT Audit）,所提出的方案在审计验证阶段的时间开销分别降低了45.40%、23.71%和13.85%,在动态更新阶段的时间开销分别降低了43.33%、27.50%和17.58%。     

一种安全审计事件时空逻辑关系可视化方法

利用面向对象的思想将安全审计事件以UML的形式表示,在此基础上根据有色Petri网原理提出安全审计事件可视化模型。基于该模型,以文件类操作的安全审计事件为主线,给出一种安全审计事件时空逻辑关系可视化实现框架。该方法为安全审计员浏览、分析安全审计数据提供了便利。     

Audlib: a configurable,high‐fidelity application audit mechanism

In this paper, we introduce Audlib, an extendable tool for generating security‐relevant information on Unix systems. Audlib is a wrapper environment that generates application level audit information from existing executable programs. Audlib is not a detection system, instead it is designed to supplement existing audit systems and work transparently with them. Audlib records information that is not presently available from existing kernel‐level audit sources. Here, we describe the design of the Audlib framework and the information it provides. We compare auditing the actions of a web server with Audlib to existing kernel audit sources and show that we have 2–4 times the throughput of Linux auditd and less than half the performance overhead of Solaris BSM while collecting detailed information about the server's execution. Although Audlib is focused on recording security information, this technique can be used to collect data for a wide variety of purposes including profiling, dependency analysis, and debugging. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.