EMCA:一种新的多云存储中高效的多副本审计方案

云数据审计是一项允许数据所有者在不下载数据的情况下检查数据是否在远程云服务器上完整存储的技术。目前,云数据审计可分为单副本审计和多副本审计,针对多副本审计方案中计算开销大以及无法审计多云存储数据的不足,提出了一种在多云情景下高效的多副本云数据审计方案。所提方案使用较轻量级的模幂加密技术代替传统上计算成本较高的双线性配对技术,以降低在审计过程中的计算开销,提高了方案的效率。为每个副本数据块生成一个同态验证标签(HVT)作为元数据,当用户发出审计要求,每个云服务提供商生成对应的证据,由云服务器管理者聚合证据,实现了在多云存储中的审计。安全分析表明,所提方案可抵挡恶意云服务提供商的伪造攻击,以及恶意云服务提供商与第三方审计者的合谋攻击。性能分析表明,所提方案在计算开销上低于现有多副本审计方案,实现了高效的多云存储多副本审计。     

基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案

云存储服务中,用户将数据存储在不可信的云储存服务器上,为检查云存储中服务提供商(CSP)是否按协议完整地存储了用户的所有数据副本,提出一种 支持对数据副本进行动态操作 的基于Paillier加密的数据多副本持有性验证方案, 即DMR-PDP方案。该方案为实现多副本检查,将文件块以文件副本形式存储在云服务器上,将各副本编号与文件连接后利用Paillier密码系统生成副本文件以防止CSP各服务器的合谋攻击。利用BLS签名实现对所有副本的批量验证。将文件标志和块位置信息添加到数据块标签中,以保证本方案的安全性,支持对文件的动态更新操作。安全性分析和仿真实验结果表明,该方案在安全性、通信和计算开销方面的性能优于其他文献提出的方案,极大地提高了文件存储和验证的效率,减少了计算开销。     

全生命周期的云外包数据安全审计协议

海量数据的产生给用户带来了极大的存储和计算负担,云服务器的出现很好地解决了这一问题,但数据外包给用户带来便利的同时,也引起了一些的安全问题。针对数据在外包过程中的安全性问题,结合经典的字符串相等检测协议和基于等级的默克尔哈希树（RMHT）算法,设计并实现了一种理论更简化、效率更高的全生命周期的云外包数据安全审计协议。该协议不仅可以保证外包存储数据的完整性,用户可以定期对数据的完整性进行审计;而且可以保证数据的安全迁移;此外,还可以防止恶意的云服务器保留迁移数据的副本,更好地保护用户的隐私。安全性分析和效率分析显示,该协议足够安全并较为高效,外包数据在整个生命周期的安全性将得到较好的保护。     

加强云存储数据安全

云存储服务是众多云服务中最著名的服务之一．它为用户提供了一个经济又简单的数据存储方式。然而,为了保证云端数据的安全性,云系统需要为每一份数据维护多份副本,极大的降低了空间利用率。本文提出了一个空间高效的、面向用户的、安全、可调节数据存储方案。方案在有效提高云端系统空间利用率的条件下．可以保证用户数据的存储安全性,并允许用户根据实际安全需求自定义备份数据数量。此外．本方案还可以为用户的备份数据提供一定程度上的数据机密性．并让用户在下载数据时可以选择不同安全级别的传输方式。     

高性能的云存储安全网关设计与实现

随着互联网应用的迅速发展,数据量呈指数级增长趋势。越来越多的用户选择将数据存储备份到云端,但同时数据安全隐患也越发突出。用户对海量数据的存储备份和安全性需求越来越高。为了方便用户将本地数据迁移到云存储服务端,简化远程云端资源的访问,提供隐私保护、数据安全等附加价值,设计并实现了一个安全、高性能、大容量的混合云存储安全网关。该云存储安全网关能够提供安全、高效的数据存储备份服务,克服传统存储备份服务的不足。具有灵活的数据机密性和用户隐私管理、安全的数据存储和传输等特点。     

移动环境下数据多副本关联删除方案设计

针对个人数据在移动互联网环境下存储或共享期间产生的多个数据副本无法进行关联删除导致存在的安全隐患、浪费存储空间的问题,本文提出一种数据多副本关联删除方案。该方案使用加密技术、副本关联技术,通过对原始数据进行加密,结合副本因子、生命因子封装生成副本关联对象RAO,并上传到云端进行存储、共享;云服务器接收到RAO后,通过创建副本目录实现对RAO及其数据副本的生命周期管理和关联删除。实验分析表明,本方案能够有效实现数据多副本管理与关联删除,为实际生产应用提供参考。     

CP-ABE与数字信封融合技术的云存储安全模型设计与实现

为了高效地实现云端数据的存储和传输安全,提出一种结合数字信封技术的改进的密文策略的属性加密机制(CPABE)云存储安全模型。该模型在不影响云服务性能的前提下保护用户的敏感数据,在数据未上传至云端前对数据进行本地加密;加密密钥通过CP-ABE机制以保证密钥不会被非法用户获取,并通过数字信封技术确保数据在传输过程中的完整性和保密性。新模型还结合动态口令(OTP)对用户进行登录校验,从而有效阻止非授权用户对数据的访问。仿真实验表明,改进的模型能够安全有效地保护用户的机密数据,阻止恶意用户对云服务器的非法访问。通过和现有云存储安全方案进行时间性能对比,改进的CP-ABE方案加密效率和安全性能有较大幅度提高。     

云存储完整性验证密码学技术研究进展

云存储完整性验证技术允许用户将数据存储至云端服务器,并为用户提供可验证的完整性保证。典型的云存储完整性验证方案由两个阶段组成：一是数据处理阶段,用户使用私钥处理数据、生成可验证的元数据存储于云服务器,而本地只需保存与数据相关的一些参数,如密钥和数据标签等;二是数据完整性验证阶段,验证者通过和云服务器交互执行一个挑战/证明协议,能够以极高的概率判断出云端数据当前的完整性。到目前为止,已经涌现了大量的相关密码学方案。本文对可证明安全的可公开验证的云存储完整性验证关键密码学技术研究进展进行简要回顾,主要涵盖代理数据外包技术、代理完整性验证技术、基于身份的数据外包技术以及几种计算和通信效率优化技术等。     

面向云存储的多副本文件完整性验证方案

文件完整性验证是云存储服务的一项重要安全需求.研究者已经提出多项针对云存储文件完整性验证的机制,例如数据持有性验证(prove of data possession, PDP)或者数据可恢复证明(proof of retrievability, POR)机制.但是,现有方案只能够证明远程云存储持有一份正确的数据,不能检验其是否保存多份冗余存储.在云存储场景中,用户需要验证云存储确实持有一定副本数的正确文件,以防止部分文件意外损坏时无法通过正确的副本进行恢复.提出的多副本文件完整性验证方案,能够帮助用户确定服务器正确持有的文件副本数目,并能够定位出错的文件块位置,从而指导用户进行数据恢复.实验证明,充分利用了多服务器分布式计算的优势,在验证效率上优于单副本验证方案.     

一种隐私保护的多副本完整性验证方案

为使用户能够及时判断云数据的完整性状态,并且在损坏小于一定程度时修复数据,提出一种隐私保护的多副本完整性验证方案.基于Parakh秘密共享方案设计多副本机制,保证数据的可取回性.将用户身份信息与可用数据隔离存储,通过存储认证码建立身份信息与拆分数据块之间的映射关系,使攻击者无法建立可用数据与用户之间的联系.基于多示证方的零知识证明思想,设计挑战-应答协议,使用户能及时判断云端数据是否完整,并确定出错的数据服务器.分析结果表明,该方案可提高用户存储空间的利用率,保护用户的身份隐私,较好地解决了云计算外包服务模式和云服务商可信性不易评估引起的数据问题.     

一种基于用户分级的高效云存储策略

针对云存储中运营成本高和服务器利用率低等问题,本文提出一种基于用户分级的高效云存储策略。①通过对用户的偏好进行分析,采用优序判定法对用户分级。②在存储区将若干个存储服务器组合为集群的形式,并增加一个轻量的临时存储节点。③数据块将按等级标签排队进行处理。该策略能够降低运营成本并提高存储利用率。     

读写频繁云存储网络应用的数据备份方法

文章根据读写频繁的云存储网络应用的数据存储特点,提出了一种新的数据备份方法,旨在最优化地利用已有的系统资源,为用户提供更好的用户体验。文章中的数据备份方法包括基于数据节点废弃度计算与用户访问预测的副本创建机制和基于存储平衡预测算法与副本健康度计算的负载调整机制。文章的数据备份方法与现有技术相比针对日益流行的社交类云存储网络应用进行了优化,将多种数据参数加权计算作为衡量数据节点优劣和副本文件价值的标准,在保证用户使用体验的前提下使各数据节点达到负载的均衡,并且避免了云服务器端将有限的计算资源浪费在频繁的副本调整过程中。     

支持受损数据定位与恢复的动态群用户可证明存储

云计算的外包存储模式导致数据拥有者的数据所有权和管理权分离,进而改变了数据存储网络模型和安全模型。为了有效应对云服务器端的软硬件故障及潜在的不诚实服务提供商,确保数据拥有者数据的可用性,设计安全、高效的数据可用性、可恢复性审计方案对于解决用户担忧、保证云数据安全具有重要的理论和实践价值。然而,现有研究多针对数据完整性或者可恢复性方案的安全性和效率进行设计,没有考虑动态群用户下受损数据的快速定位和可靠恢复问题。因此,针对动态群用户环境中受损数据定位与恢复问题,设计了一个可公开验证的动态群组云用户存储证明方案。该方案在检测到数据受损时,任何可信的第三方审计者能够通过挑战协议快速定位受损数据,并在数据受损程度小于纠错能力门限情况下允许云平台对数据进行可靠恢复。该方案结合关联计算和累加计算,有效减少了受损数据定位的计算次数;通过纠删码与共享编码技术,方案能够实现用户受损数据的有效恢复。同时,方案支持用户的动态撤销,确保了群用户共享数据在用户撤销后的完整性审计和可靠恢复。定义了方案的网络模型和威胁模型,并在相应安全模型下证明了所设计方案的安全性。通过真实环境下的原型系统实现和模块化性能分析,证明...     

高效可撤销的共享数据云存储审计

共享数据的云存储审计是指对群用户共享的云数据的完整性进行审计. 由于在共享数据云存储审计中, 用户可能因各种原因加入和离开用户群, 因此这种方案通常支持群用户撤销. 在大多数现存的共享数据云审计方案中, 用户撤销的计算开销与用户群要上传的文件块总数成线性关系, 造成很大的计算和通信代价, 如何减少用户撤销产生的计算和通...     

面向真实云存储环境的数据持有性证明系统

对数据动态更新和第三方审计的支持的实现方式是影响现有数据持有性证明（provable data possession,简称PDP）方案实用性的重要因素.提出面向真实云存储环境的安全、高效的PDP系统IDPA-MF-PDP.通过基于云存储数据更新模式的多文件持有性证明算法MF-PDP,显著减少审计多个文件的开销.通过隐式第三方审计架构和显篡改审计日志,最大限度地减少了对用户在线的需求.用户、云服务器和隐式审计者的三方交互协议,将MF-PDP和隐式第三方审计架构结合.理论分析和实验结果表明：IDPA-MF-PDP具有与单文件PDP方案等同的安全性,且审计日志提供了可信的审计结果历史记录;IDPA-MF-PDP将持有性审计的计算和通信开销由与文件数线性相关减少到接近常数.     

可验证的云存储医疗加密数据统计分析方案

为满足当前云存储医疗数据对敏感性、完整性以及统计分析可用性的需求,提出一种可验证的医疗加密数据统计分析方案。采用同态加密技术实现密文数据聚合并提高医疗数据的机密性,通过同态签名算法确保外包医疗加密数据的完整性。用户上传经过同态加密和签名的医疗数据到云服务器,云服务器在收到医疗数据分析中心的外包数据聚合请求后对密文医疗数据以及签名值进行聚合运算,并将相应结果返回给医疗数据分析中心,医疗数据分析中心验证云服务器外包同态加密数据聚合的完整性。在此基础上,医疗数据分析中心仅需使用私钥解密就能获得所有用户正确的原始医疗数据聚合结果,并据此进行统计分析。实验结果表明,该方案在医疗隐私大数据分析领域相对SPPDA等方案具有效率优势,医疗数据分析中心在验证数据完整性和分析聚合数据时计算开销保持恒定,与用户数量无关。     

Robust CHARM: an efficient data hosting scheme for cloud data storage system

Cloud computing is the recent evolving arena, which offers more benefits to cloud service providers and online users, compared to the traditional architecture. In this paper, an efficient data-hosting scheme with high availability for implementing over heterogeneous multi-cloud system is proposed. The proposed ROBUST CHARM (RCH) scheme is designed with data hosting, storage mode switching, speed mode and workload indicator modules. These modules process data with the support of heuristic and storage mode transition algorithm. The algorithm is proved efficient in identifying the apt cloud to store data. Storage transition is adopted by considering the cost and data access pattern of the data stored during any requirements. This evaluation enables efficient usage of cloud resources with high availability. The experimental results show that the proposed scheme works effectively without affecting the performance compared to the existing systems. The ability to utilize heterogeneous multi-cloud storage with the benefit of cost effectiveness is an added advantage to the cloud users.     

增强安全的云存储数据访问控制方案

云存储带来了许多优势,例如,可节省用户的硬件购买成本,并提供实时在线数据存储服务。越来越多的人选择将数据存储在云上。为了提高数据安全性和数据隐私性,Wu等人在Yang的方案的基础上,给出了一种扩展的多权限云存储数据访问控制方案(NEDAC-MACS)。本文给出一种攻击方法,以证明被撤消的用户仍然可以解密NEDAC-MACS中的新密文,并提出一种增强NEDAC-MACS安全性的方案,该方案可以抵抗云服务器与用户之间的串通攻击。加密分析表明,该方案能够抵抗串通攻击并且是可行的。     

基于分数阶Fourier变换的云存储系统重复数据删除算法

云存储系统的重复数据作为大量冗余数据的一种,对其有效及时地删除能保证云存储系统的稳定与运行。由于云存储系统中的干扰数据较多,信噪比较低,传统的重删算法会在分数阶Fourier域出现伪峰峰值,不能有效地对重复数据进行检测滤波和删除处理,因此提出一种改进的基于分数阶Fourier变换累积量检测的云存储系统重复数据删除算法。首先分析云存储系统重复数据删除机制体系架构,定义数据存储点的适应度函数,得到云存储节点的系统子集随机概率分布;采用经验约束函数对存储节点中的校验数据块分存,通过分数阶Fourier变换对云存储系统中的幅度调制分量进行残差信号滤波预处理。采用4阶累积量切片后置算子,把每个文件分为若干个块,针对每个文件块进行重删,进行重复数据检测后置滤波处理,实现存储资源上的重复数据检测及其删除。仿真实验表明,该算法能提高集群云存储系统计算资源的利用率,重复数据准确删除率较高,有效避免了数据信息流的干扰特征造成的误删和漏删,性能优越。     

可验证的云存储安全数据删重方法

数据删重技术在云存储系统中得到了广泛的应用.如何在保证数据隐私的前提下,在半可信的云存储系统中实现高效的数据删重,是云计算安全领域的研究热点问题.现有方案在数据标识管理和用户数量统计方面普遍依赖于在线的可信第三方,执行效率有待提高,且容易造成系统瓶颈.提出了一种可验证的数据删重方法,无需可信第三方在线参与.基于双线性映射构造双文件标识方案进行流行度查询,确保标识不泄露数据的任何明文信息.采用改进的群签名方案,使用户可验证服务器返回的流行度标识,有效地防止云服务器伪造数据流行度的查询结果.设计了多层加密方案,可以根据数据的流行度,采用不同的加密方式.分析并证明了方案的安全性和正确性.通过仿真实验,验证了方案的可行性和高效性.