随着云技术的迅猛发展,大量数据被存储在云端。在此背景下,数据保护显得尤为关键。为确保数据安全,通常需在上传云端前对隐私数据进行加密处理,而加密的核心在于保护密钥。因此,安全存储密钥成为数据保护的关键问题。秘密共享技术将密钥分割为多个份额并分布在不同设备上,提升了密钥安全性;多因素认证使多种验证手段相结合,大幅增强了用户身份验证的可靠性。鉴于秘密共享与多因素认证的优势,许多数据保护方案将它们视为关键技术。本文研究了基于秘密共享和多因素认证的数据保护方案,主要成果包括:（1）对胡等人提出的基于秘密共享和多因素认证的保护方案进行安全性分析。分析发现,该方案存在若干关键安全漏洞,如无法抵御离线猜测攻击、重放攻击、拒绝服务攻击,以及未考虑笔记本电脑和智能卡篡改风险。此外,方案无法检测恶意服务器传输的错误消息,这可能导致错误密钥被重建。（2）为解决胡等人方案的安全漏洞,本文提出了一个改进的基于秘密共享和多因素认证的数据保护方案。该方案利用随机数抵抗离线猜测攻击,引入时间戳抵抗拒绝服务攻击和重放攻击,采用消息认证码和鲁棒性的模糊提取器来检测笔记本电脑和智能卡篡改及恶意服务器。通过BAN逻辑和AVISPA仿真验证工具的安全性分析,证明该方案可以有效地解决胡等人方案的安全漏洞。（3）对（2）提出的方案进行性能分析后,发现效率较低。因此,本文进一步提出了一个更高效的基于秘密共享和多因素认证的数据保护方案,采用优化的认证方式提高执行效率。在大规模数据保护场景下,该方案具有更强实用性。（4）在（2）提出的数据保护方案基础上,本文用Python实现了一个数据保护方案系统,并给出了具体的系统设计。