云存儲環(huán)境下數(shù)據(jù)持有性審計技術研究與應用.pdf

1、云存儲是云計算理論和技術的衍生和發(fā)展，因具有使用便捷、按需付費(pay-as-you-go)和不受時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的廣泛應用和發(fā)展。數(shù)據(jù)完整性保證技術是保證云中數(shù)據(jù)安全性的關鍵技術，現(xiàn)有的完整性檢測研究主要集中在驗證算法的改進、數(shù)據(jù)動態(tài)更新的支持和損壞數(shù)據(jù)的恢復

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建方式的云存儲環(huán)境。
　　 本文以構建適用于集群環(huán)境的云中數(shù)據(jù)完整性檢測模型和技術為主要應用目標，詳細研究和分析了目前數(shù)據(jù)持有性審計的研究現(xiàn)狀，以數(shù)據(jù)持有性證明(Provable Data Possession，PDP)方案和數(shù)據(jù)持有性審計方案(Data PossessionAudit，DPA)為基礎，結合集群式云存儲環(huán)境的具體特點，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，將用戶與存儲服務提供商完全分離，以信任的第三方審計器為中心，加入審計日志機制，在充分保證審計過程安全性的基礎上可以顯著減少用戶進行數(shù)據(jù)完整性檢測的存儲和計算開銷。針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)持有性審計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)標簽驗證算法進行了改進，提出和設計了一種

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，設計和實現(xiàn)了一個基于Hadoop集群環(huán)境的PADP原型系統(tǒng)，給出了詳細的用例、模塊和算法流程設計和實現(xiàn)細節(jié)。測試結果表明:PADP方案可以顯著減少用戶的通信量和存儲開銷;當存儲文件