基于SaaS模式的多副本完整性保護(hù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，軟件及服務(wù)(Software as a service，SaaS)作為一種新興的軟件應(yīng)用模式，已成為現(xiàn)代軟件科技發(fā)展的最新趨勢(shì)。服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，全權(quán)負(fù)責(zé)軟件的管理和維護(hù)。SaaS模式能夠?yàn)樽鈶魷p少軟件的維護(hù)和管理成本，并且支持租戶在線定制和按需付費(fèi)，提高了資源的利用率，解決了中小型企業(yè)缺少存儲(chǔ)資源和計(jì)算資源的問(wèn)題。
　　 隨著云計(jì)算的發(fā)展，SaaS應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正由單節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)往云

2、中多節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變。為保證云中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，需要將數(shù)據(jù)的多個(gè)副本存儲(chǔ)到云中不同的節(jié)點(diǎn)上，但是，租戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不可信的服務(wù)提供商中，由服務(wù)提供商負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理租戶數(shù)據(jù)，使租戶喪失了對(duì)數(shù)據(jù)的控制權(quán)。在防止外部惡意攻擊的同時(shí)，服務(wù)提供商可能為了獲取利益，對(duì)租戶的某個(gè)副本數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除、偽造和篡改，嚴(yán)重影響了副本數(shù)據(jù)的可用性，對(duì)租戶造成無(wú)法估量的損失，也使服務(wù)提供商的信譽(yù)受到了影響，因此如何保證存儲(chǔ)于云中的多副本的完整性成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

3、>　　 本文首先介紹了一些現(xiàn)有的數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方法，主要從外包數(shù)據(jù)庫(kù)完整性驗(yàn)證方法、云中數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方法和多副本完整性驗(yàn)證方法三個(gè)方面展開(kāi)介紹。首先，介紹了比較成熟的外包數(shù)據(jù)庫(kù)中完整性驗(yàn)證的相關(guān)方法，主要包括基于數(shù)字簽名的方法、基于挑戰(zhàn)-響應(yīng)模式的方法、基于概率的方法，并對(duì)每種方法分析了優(yōu)缺點(diǎn)。但是這些方法沒(méi)有考慮SaaS中特殊的多租戶共享數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)架構(gòu)、租戶可靈活自定制安全屬性的應(yīng)用需求對(duì)多租戶數(shù)據(jù)完整性的影響。接著介紹了現(xiàn)有的

4、一些云數(shù)據(jù)的完整性研究方法，并進(jìn)行了分析，最后針對(duì)多副本的完整性驗(yàn)證方法進(jìn)行了介紹，目前這方面文章還不是很多。
　　 然后，本文介紹了SaaS數(shù)據(jù)的多副本完整性保護(hù)架構(gòu)。引入了可信第三方，用于身份認(rèn)證和完整性保護(hù)策略的定制和管理，并闡述了三方交互過(guò)程。另外，根據(jù)SaaS模式的特點(diǎn)描述了四個(gè)成熟度模型，在基于多租戶共享數(shù)據(jù)庫(kù)共享模式的多租戶副本數(shù)據(jù)管理模型的基礎(chǔ)上，本文利用混合分塊技術(shù)對(duì)副本進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且提出了副本放置策略，把副本

5、放置在不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上。
　　 接著，本文提出了一個(gè)多副本完整性驗(yàn)證架構(gòu)，基于MAB-Tree的驗(yàn)證結(jié)構(gòu)，提出Double-Tree雙層驗(yàn)證樹(shù)結(jié)構(gòu)。允許可信第三方對(duì)租戶的副本數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的抽樣驗(yàn)證，防止副本數(shù)據(jù)被惡意的篡改、刪除和添加。在驗(yàn)證過(guò)程中實(shí)現(xiàn)租戶間數(shù)據(jù)的隔離，并支持動(dòng)態(tài)更新。
　　 最后，對(duì)該機(jī)制進(jìn)行安全性分析和性能分析。通過(guò)對(duì)在不同情況下如何進(jìn)行抽樣驗(yàn)證，以及抽樣率和周期的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，證明了該方案的