基于盲存储的密文分布式云存储方案的设计与实现

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随着云计算的发展,云存储得到了越来越广泛的应用。但是,云存储给用户带来便利的同时也引起数据不安全等问题,每年都会发生数据泄露的安全事件。为此企业和个人都需要使用安全的云存储系统来防止这些事件的发生。但是对于目前的安全云存储系统,仍然有不可信的服务器也会通过密文数据服务的访问模式等途径,获得服务器内有关文件的具体信息,因此必须要防止客户端与云存储服务器之间访问模式的泄露。另一方面,在安全云存储系统中数据以密文形式存储在服务器上,但是会导致数据丧失原有的特性,特别是对大文件的频繁操作修改,大大降低了对存储文件的更新效率。本文分析现有的面向云数据的盲存储方案的特点,其中使用盲化技术确保服务器不会通过访问模式获取存储数据信息,但是在盲存储方案仍然采用集中式存储,对主节点负载要求过大,导致存储系统性能低,并且由于密文存储存在雪崩效应,也导致文件更新效率低的问题。因此,为了提高盲存储方案中存储系统性能与更新效率低的问题,结合增量加密算法与Ceph分布式块存储方案,设计实现抗访问模式泄露的密文分布式云存储方案。在本文中将增量加密算法应用到存储方案的系统架构与动态交互算法中,特别在更新文件后,密文文件的变化控制在修改内容附近的数据块对象左右,将加密算法的雪崩效应控制在细粒度的数据块对象内,从而提高文件更新效率。本文中分析Ceph分布式存储,将此密文存储方案扩展到具有高性能、高可靠性和可扩展性的分布式块设备存储方案上。最后本文实现原型系统,然后通过本原型系统与盲存储方案在文件上传下载时间消耗,加密方案存储开销比和文件更新的时间消耗三方面进行对比,进行性能测试分析。测试结果表明,本原型系统比盲存储方案在文件的上传、下载和更新上耗时更少。虽然本系统在加密方案存储上比盲存储方案有更大的空间开销,但是通过实验分析其开销比也满足相应的技术指标。同时也大大提升更新文件上的效率,提高存储系统性能,实现存储方案高效的目标。
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