云存儲環(huán)境下數(shù)據(jù)持有性審計(jì)技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、云存儲是云計(jì)算理論和技術(shù)的衍生和發(fā)展，因具有使用便捷、按需付費(fèi)(pay-as-you-go)和不受時(shí)間空間局限等特性而成為最有吸引力的分布式存儲方式之一。然而，相較傳統(tǒng)存儲方式，在存儲服務(wù)提供商缺失信任約束前提下，云存儲用戶無法直接有效管理自身數(shù)據(jù)，由此帶來的云數(shù)據(jù)安全性問題制約了云存儲技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。數(shù)據(jù)完整性保證技術(shù)是保證云中數(shù)據(jù)安全性的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)有的完整性檢測研究主要集中在驗(yàn)證算法的改進(jìn)、數(shù)據(jù)動態(tài)更新的支持和損壞數(shù)據(jù)的恢復(fù)

2、等方面，且大多處于理論研究階段，無法適用以集群為主要構(gòu)建方式的云存儲環(huán)境。
　　 本文以構(gòu)建適用于集群環(huán)境的云中數(shù)據(jù)完整性檢測模型和技術(shù)為主要應(yīng)用目標(biāo)，詳細(xì)研究和分析了目前數(shù)據(jù)持有性審計(jì)的研究現(xiàn)狀，以數(shù)據(jù)持有性證明(Provable Data Possession，PDP)方案和數(shù)據(jù)持有性審計(jì)方案(Data PossessionAudit，DPA)為基礎(chǔ)，結(jié)合集群式云存儲環(huán)境的具體特點(diǎn)，提出了一種云數(shù)據(jù)完整性檢測模型—數(shù)據(jù)持有性

3、并行審計(jì)模型(Parallel Audit for Data Possession，PADP)。PADP綜合利用PDP方案和DPA方案的優(yōu)勢，將用戶與存儲服務(wù)提供商完全分離，以信任的第三方審計(jì)器為中心，加入審計(jì)日志機(jī)制，在充分保證審計(jì)過程安全性的基礎(chǔ)上可以顯著減少用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢測的存儲和計(jì)算開銷。針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)持有性審計(jì)方案中原有算法無法適用集群式云存儲環(huán)境問題，對PDP模型中基于RSA的同態(tài)標(biāo)簽驗(yàn)證算法進(jìn)行了改進(jìn)，提出和設(shè)計(jì)了一種

4、基于MapReduce的挑戰(zhàn)證明并行生成算法(MapReduce-based Parallel Generation Challenge ProofAlgorithm，MR_PGCPA)，并通過理論分析證明了該算法具有良好的安全性能。最后，基于以上模型和算法，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個基于Hadoop集群環(huán)境的PADP原型系統(tǒng)，給出了詳細(xì)的用例、模塊和算法流程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。測試結(jié)果表明:PADP方案可以顯著減少用戶的通信量和存儲開銷;當(dāng)存儲文件