云環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)研究.pdf

1、云計(jì)算作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式，擁有超大規(guī)模、高度虛擬化、高可擴(kuò)展性等顯著特性，能夠?yàn)橛脩籼峁└哔|(zhì)量、低成本、按需所取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，即云存儲(chǔ)。云存儲(chǔ)的出現(xiàn)滿足了海量數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)空間的需求，但一系列云存儲(chǔ)安全事件的頻繁發(fā)生表明，云存儲(chǔ)服務(wù)在給用戶帶來極大便利的同時(shí)，也給保障用戶的信息和資產(chǎn)安全帶來了巨大威脅和挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)的安全問題不容忽視，研究如何在復(fù)雜的云環(huán)境下保障用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全，對(duì)于推動(dòng)云計(jì)算及其應(yīng)用向縱深發(fā)展具有重大的理論價(jià)值和

2、現(xiàn)實(shí)意義。本文以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全為目標(biāo)，重點(diǎn)從數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和動(dòng)態(tài)化操作三個(gè)方面進(jìn)行分析和探究云環(huán)境下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全技術(shù)，并從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新：
　　1.通過對(duì)云計(jì)算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和云存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡單對(duì)比，分析了云計(jì)算系統(tǒng)和云存儲(chǔ)系統(tǒng)本身所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)以及在數(shù)據(jù)安全保護(hù)方面存在的問題與挑戰(zhàn)，接著分析了云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全需求：防竊聽、防篡改、防濫用以及防丟棄等，重點(diǎn)分析了云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全的關(guān)鍵技術(shù)：密文訪問控制技術(shù)、數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)

3、證技術(shù)。
　　2.在傳統(tǒng)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上結(jié)合多云架構(gòu)理論，將應(yīng)用接口層和基礎(chǔ)管理層與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層進(jìn)行隔離并放置在兩個(gè)不同的云中，提出了一種基于多云架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全框架，給出該存儲(chǔ)框架在數(shù)據(jù)存取過程中實(shí)現(xiàn)的主要功能、工作流程、密文訪問控制過程以及密文數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略，還利用基于AES算法和CP-ABE算法的混合加密體制對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并結(jié)合Shamir秘密共享算法來保護(hù)密鑰信息的存儲(chǔ)安全，進(jìn)而保證用戶數(shù)據(jù)的機(jī)密性與隱私安全

4、。
　　3.提出了一種面向多租戶的、高效的、支持?jǐn)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)操作的完整性驗(yàn)證方案，具體地描述了數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證過程。在動(dòng)態(tài)RDPC協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合B+樹與H-MHT樹的優(yōu)勢(shì)，提出了一種新的Double-Tree驗(yàn)證樹結(jié)構(gòu)，包括索引層和租戶層。索引層是在B+樹的基礎(chǔ)上引入哈希值作為新的結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)項(xiàng)，有利于對(duì)多租戶數(shù)據(jù)文件的快速查找；租戶層是以存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)的所有H-MHT樹集合，能較好的支持多租戶數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化操作。
　　4.分析

5、了在完整性驗(yàn)證過程中數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化操作問題。結(jié)合B+樹與哈夫曼樹的原理，把完整性驗(yàn)證過程中數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化操作問題轉(zhuǎn)換為對(duì) H-MHT認(rèn)證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)調(diào)整問題，具體地描述了數(shù)據(jù)（塊）的動(dòng)態(tài)化操作過程。在構(gòu)建 H-MHT時(shí)，將數(shù)據(jù)文件的使用頻率（即權(quán)值）作為參考因子添加到完整性驗(yàn)證方案中，構(gòu)建一棵類似哈夫曼樹的二叉樹，使數(shù)據(jù)文件的平均訪問時(shí)間最短，從而提高完整性驗(yàn)證方案的效率。
　　5.利用CloudSim云計(jì)算仿真工具，通過編寫相應(yīng)的