【摘 要】
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随着云存储的迅速发展,云上数据安全问题引起越来越多的关注。传统云数据审计方案采用第三方机构对用户数据进行完整性审计,且默认第三方机构是绝对可信的,但实际情况下第三方机构和云服务商一样无法信赖。针对这种情况,本文对云存储数据完整性验证方案开展相应研究,并结合区块链技术提出了相应的解决方案。首先针对传统三方验证模型中第三方审计机构的信任问题,采用具备去中心化和不可修改等特性的区块链作为具体的第三方审计
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随着云存储的迅速发展,云上数据安全问题引起越来越多的关注。传统云数据审计方案采用第三方机构对用户数据进行完整性审计,且默认第三方机构是绝对可信的,但实际情况下第三方机构和云服务商一样无法信赖。针对这种情况,本文对云存储数据完整性验证方案开展相应研究,并结合区块链技术提出了相应的解决方案。首先针对传统三方验证模型中第三方审计机构的信任问题,采用具备去中心化和不可修改等特性的区块链作为具体的第三方审计平台,取代传统方案中基于信任的集中式审计机构,构造以密码学为保障的信任体系,以提高审计方案的安全性。然后针对具体的审计算法,本文提出了两种不同的方案。随着量子计算快速发展,传统密码学的安全性受到威胁,因此本文提出了一种结合布谷鸟过滤器的格签名验证方案。一方面,基于格上的小整数解困难问题,签名方案可以抵抗量子计算的威胁,保证了签名方案的安全性。其次,根据格签名的签名特点与云存储场景下的数据完整性验证的需求,将签名方案和布谷鸟过滤器结合,降低了用户在签名验证阶段的计算复杂度。同时为了能满足动态修改的要求,引入了默克尔树结构支持数据的动态操作。安全性分析和对比实验的结果验证了该方案的可行性和效率。由于传统的数据审计方案无法恢复被破坏的数据,本文利用B+树对传统的默克尔树结构进行了改进,使其支持对数据的修改进行跟踪和恢复,并提高数据的检索效率。然后对一种基于双线性映射的传统审计算法进行了分析和改进,降低了算法在签名生成阶段的计算复杂度。最后将改进的算法与基于B+树的默克尔树结构相结合,实现了一种动态的数据公共审计方案。理论分析和实验结果验证了该方案的安全性和效率。
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