随着通讯技术与互联网技术的快速发展,形式多样的数据已渗入到人们日常生活中的方方面面,越来越多的用户选择将数据外包存储至云服务器中,如何确保外包数据的完整性成为了云存储中亟需解决的关键问题。云数据审计方案能够通过辅助信息对数据进行验证以判断数据的完整性是否被破坏,为用户外包于云服务器中的数据安全性提供了一定的保障。然而,传统的云数据审计方案着重于判断外包数据的完整性,而忽略了数据动态操作的性能需求和审计失败后续操作的功能需求。一方面,现有的数据结构在面对大文件数据时无法支持高效动态审计的需求,并且,基于这些结构的云数据审计方案不能够同时支持用户数据的隐私保护以及抵抗恶意云服务器发动的重放攻击和代替攻击。另一方面,在传统的云数据审计方案中,用户密钥更新会导致数据块验证标签的重计算,也缺乏对审计结果的公平仲裁,并且损坏的数据也无法高效的定位与恢复,最终导致方案的实际应用可行性较差。针对以上问题,本文给出了相应的解决方案,具体如下:（1）支持隐私保护的云数据动态审计方案针对当前方案中数据动态操作效率较低、数据隐私保护缺失等问题,本文设计了一个支持隐私保护的云数据动态审计方案,完善了云数据审计的“横向”功能属性。该方案首先设计了一个新型的数据结构,优化了数据的动态操作,提高了动态审计的效率。其次,为保证用户数据的隐私性,利用随机掩码技术对数据聚合做了掩盖处理,使得审计者无法获取数据原始内容。最后,通过对每个数据块的验证标签中嵌入唯一随机掩码值,使得云服务器发动的重放攻击与代替攻击无法通过审计验证。理论和模拟分析对比结果可表明,上述方案能够减少数据动态操作开销,进一步提高用户数据的安全性。（2）支持密钥更新的可恢复云数据动态审计方案针对用户密钥更新效率较低、审计结果仲裁缺失、损坏数据难以高效定位及恢复的问题,本文在上述研究中支持数据动态操作的基础上设计了一个支持密钥更新的可恢复云数据动态审计方案,对云数据审计进行了“纵向”功能属性的扩充。首先,该方案改进了密钥更新机制,避免了密钥更新导致数据验证标签的重计算,提高了密钥更新效率。其次,设计了一个公平仲裁机制,能够抵抗恶意TPA和恶意云服务器的诬陷攻击与共谋攻击,提高审计系统的公平性。最后,该方案在公平仲裁机制中,利用改进的布谷鸟过滤器技术和纠删码技术实现了损坏数据的快速定位与安全恢复,提高了用户数据获取的可靠性。通过安全性分析、理论和模拟分析对比结果可知,所设计的方案是安全的,并且性能上是较优的。