【摘 要】
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随着网络技术的发展和终端设备的普及,全球数据的爆炸式增长使得各种数据难以保管且存在泄露威胁。为了节省本地存储空间,越来越多的企业将数据外包给云服务器进行存储与共享,然而云服务器是一个半可信的实体,总会有意或者无意地窥探数据信息,数据的管理面临严峻的挑战。为了保证数据的安全,在存储前需要对数据进行加密,数据共享时也要保证数据的完整准确。事实上,现存方案仍然存在以下问题:第一,由于云服务器的计算能力和
【基金项目】
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国家自然科学青年基金; 陕西省自然科学基金;
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随着网络技术的发展和终端设备的普及,全球数据的爆炸式增长使得各种数据难以保管且存在泄露威胁。为了节省本地存储空间,越来越多的企业将数据外包给云服务器进行存储与共享,然而云服务器是一个半可信的实体,总会有意或者无意地窥探数据信息,数据的管理面临严峻的挑战。为了保证数据的安全,在存储前需要对数据进行加密,数据共享时也要保证数据的完整准确。事实上,现存方案仍然存在以下问题:第一,由于云服务器的计算能力和资源处理能力受限,海量数据的处理与存储将降低系统的存储效率。第二,加密数据在共享时,也会造成传输延迟,效率低,终端用户的服务质量差等问题。第三,云服务器是中心化的实体,一旦单个云服务器不可用,整个云存储系统将存在安全隐患,造成数据丢失等问题。基于以上问题,本文针对医疗、保险和银行中的电子数据提出了三个去中心化的数据存储与检索方案,取得了以下成果:(1)针对电子医疗数据在存储过程中面临的数据滥用、隐私泄露等问题,提出了一个星际文件系统(InterPlanetary File System,IPFS)中基于区块链结构的电子医疗数据安全存储与检索方案。在该方案中,利用区块链技术、IPFS存储环境、属性加密系统实现了数据的细粒度访问控制,并且保证了数据的去中心化存储。此外,还利用区块链技术记录了数据的来源以及踪迹,确保了数据的安全存储与动态管理。该方案在针对适应性选择关键词攻击下是安全的,性能分析和真实的数据集模拟实验也表明该方案是高效可行的。(2)针对保险业务中存在的数据泄露和抵赖等问题,提出了一个保险数据的不可抵赖的去中心化存储与密文更新方案。在该方案中,交易确认是在区块链上进行的,并且只有在区块链上确认后保险业务才正式生效,有效地防止了保险公司员工或顾客在理赔时抵赖。加密的保险数据存储在IPFS上,确保了保险数据的去中心化存储。同时,理赔的内容会由顾客和工作人员更新到保险业务信息中,方便后期查询。安全性证明表示所提出的方案是安全可行的,性能分析和真实性数据集模拟实验表明该方案是高效可行的。(3)针对银行办理业务时造成的身份信息和业务信息泄露等问题,提出了一个可搜索的基于属性加密的银行业务数据存储方案。在该方案中,我们使用哈希函数,为银行中不同的用户生成唯一的身份信息哈希值列表,保障了身份信息的安全;同时利用基于属性加密技术,实现了业务数据的细粒度访问控制,提高了数据的安全保障。其次,加密的业务数据存储在分布式的IPFS上,数据的存储与检索过程记录在区块链上,确保了数据的安全存储。最后,效率分析表明我们的方案是高效可行的,非常适合应用到实际场景中。
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