云计算是一种新型的计算模式,在这种模式中,云服务器拥有无限的存储资源以及强大的计算能力。因而可以为资源受限的个人或者企业提供高质量的计算和存储服务。云计算服务模式在为云用户提供强大的服务的同时也带来了新的安全挑战。本文主要针对云计算外包中的模指数运算以及云存储外包服务中的数据完整性做了以下研究。1.提出了两个新的模指数安全云外包计算协议。目前常用的整数分解型和有限域上的离散对数型公钥密码均用到了计算量较大的模指数运算。基于云计算平台,提出了两个模指数安全云外包计算协议,这两个协议都调用了子程序Rand来随机生成一个指数和对应的模指数计算结果来进行辅助计算。第一个协议的设计基于非共谋的双服务器模型,该协议能够满足输入和输出的隐私性以及计算结果的正确性,同时,该协议还满足结果的可验证性,用户可以以100%的概率发现云服务器的不诚实行为。第二个模指数云外包计算协议基于单服务器模型而设计,取消了双服务器模型中非共谋的安全假设。第二个协议也能够满足协议的输入和输出隐私性、计算结果的正确性以及计算结果的可验证性,云用户可以以2/3的概率发现云服务器的错误计算或欺骗行为。2.提出了一个基于代数签名的安全云外包存储改进方案。在云存储外包中,用户不在本地存储数据,而云服务器仅仅提供存储和查询服务,所以用户无法直接监测和验证云端数据的完整性和正确性。首先,对Chen的方案进行了安全性分析,指出其容易受到云服务器的重放攻击。针对这个问题,我们在没有影响效率的条件下对文献中的方案进行了改进,并且和已有的数据完整性方案相比,这个方案是安全高效可行的。