云存儲(chǔ)環(huán)境下數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方法研究.pdf

1、云計(jì)算是一種高效低成本的商業(yè)計(jì)算模型，但是如何保證用戶數(shù)據(jù)安全是云計(jì)算發(fā)展與應(yīng)用過程中面臨的巨大挑戰(zhàn)。在云存儲(chǔ)環(huán)境下用戶需要一種高效的驗(yàn)證機(jī)制能夠驗(yàn)證遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的完整性、可用性，并保證用戶隱私。
　　 默克爾哈希樹(Merkle Hash Tree，簡(jiǎn)記為MHT)是一個(gè)廣為研究的驗(yàn)證結(jié)構(gòu)，它能高效地，安全地證明一組元素是未損壞的。目前，研究者設(shè)計(jì)了一種基于默克爾哈希樹的完整性驗(yàn)證方案使用數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽作為認(rèn)證的基本數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)塊簽名

2、將數(shù)據(jù)塊及其標(biāo)簽綁定，以支持高效的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)操作。但是選擇較小數(shù)據(jù)塊作為認(rèn)證基本數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致哈希樹結(jié)構(gòu)過于龐大，而選擇較大的數(shù)據(jù)塊則會(huì)導(dǎo)致通信代價(jià)過高。這些需求的差異性導(dǎo)致了現(xiàn)有方案的整體效率不高。
　　 因此，現(xiàn)有方案中數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、完整性與可用性驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)簽名等不同操作對(duì)數(shù)據(jù)粒度的需求不同。然而，由于云存儲(chǔ)用戶的計(jì)算資源和專業(yè)知識(shí)是受限的，所以驗(yàn)證方案需要支持公開驗(yàn)證—第三方驗(yàn)證，代替云用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證，同

3、時(shí)保證用戶隱私的安全并具有可證明性。另外，用戶的數(shù)據(jù)常常是動(dòng)態(tài)變化的，因此驗(yàn)證方案應(yīng)該支持?jǐn)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)操作。為了解決現(xiàn)有方案和用戶需求之間的矛盾，本文結(jié)合粒計(jì)算的思想，將數(shù)據(jù)文件組織為塊、子塊和基本塊三種粒度，構(gòu)成一個(gè)三維結(jié)構(gòu)，提出一種支持不同粒度運(yùn)算的數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方案。本方案以壓縮認(rèn)證樹高度的方式節(jié)約存儲(chǔ)代價(jià)和通信代價(jià)，在子塊粒度上進(jìn)行文件的簽名計(jì)算，而在塊的粒度上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)操作以滿足用戶需求。本方案同時(shí)支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)操作、公開驗(yàn)證以及