云存儲數(shù)據(jù)完整性驗證機制研究.pdf

1、隨著云存儲技術的發(fā)展，為了節(jié)約存儲成本，越來越多的用戶選擇將數(shù)據(jù)存儲在云端，但同時用戶也失去了對數(shù)據(jù)的控制權，無法確保存儲在云中的數(shù)據(jù)是完整的。云存儲服務器(Cloud Storage Server，CSS)需要通過一種有效的協(xié)議向用戶提供數(shù)據(jù)完整性證明。在實際應用中，用戶不僅需將大量數(shù)據(jù)存儲在云端，并且可能隨時需要對遠程數(shù)據(jù)進行更新。因此，確保用戶數(shù)據(jù)的完整性，不僅包含靜態(tài)數(shù)據(jù)的完整性驗證，還需驗證服務器是否正確更新了用戶的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有

2、方案主要利用短簽名算法實現(xiàn)公開驗證，并通過引入動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構來支持數(shù)據(jù)更新。但仍存在計算、存儲和通信開銷較大，無法支持全動態(tài)（插入、修改和刪除）更新，或動態(tài)更新過程復雜等問題。
　　本文針對上述問題，分析公開驗證模型、簽名算法和動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構等關鍵技術，提出基于多分支路徑(Large BranchingTree，LBT)的動態(tài)數(shù)據(jù)完整性驗證機制，并對該方案進行改進。論文主要工作如下:
　　(1)為了降低方案計算和通信開銷，解決批

3、量數(shù)據(jù)動態(tài)更新問題，本文將多分支路徑樹LBT與默克爾哈希樹(Merkle Hash Tree，MHT)結(jié)構的哈希散列樹概念相融合，形成新的數(shù)據(jù)結(jié)構，提出基于LBT的動態(tài)數(shù)據(jù)完整性驗證機制。相較于MHT，LBT樹的深度隨出度的增加呈指數(shù)減少，樹的深度降低意味著在挑戰(zhàn)-響應過程中，云存儲服務器所需返回的輔助信息將大大減少，從而減少系統(tǒng)各實體間的通信和計算負擔。LBT的多分支結(jié)構允許多個葉子節(jié)點對應的數(shù)據(jù)塊同時更新，而造成的計算開銷與單個數(shù)據(jù)

4、塊的更新是相同的，即方案可以高效地支持批量數(shù)據(jù)更新。
　　(2)針對動態(tài)更新過程中，數(shù)據(jù)結(jié)構需要重構的問題，本文利用新的樹型結(jié)構認證方法，提出改進的動態(tài)數(shù)據(jù)完整性驗證機制?；贚BT模型，通過引入雙線性映射的技術對動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構的認證方法進行了改進。方案對動態(tài)數(shù)據(jù)持有性證明(Dynamic Provable Data Possession，DPDP)系統(tǒng)模型提出完整的定義，并給出相應的安全模型。在方案的預處理階段，用戶無需預先構造整