基于双重存证的跨域流转多副本发现机制

针对泛在共享环境下信息频繁跨节点、跨系统交换时有意或无意留存而导致的隐私信息泄露问题,提出了一种基于双重存证的跨域流转多副本发现机制,可实现对流转信息的传播路径、传播方式进行溯源,并构造信息的多副本传播图。根据存证时机和方式的不同,双重存证包括流转主动存证和操作被动存证,信息在被分享前,由信息分享者主动记录传播路径和传播方式,生成流转主动存证记录;信息在被操作前,由系统自动记录传播路径,生成操作被动存证记录;相比单一存证,双重存证能够提高构造的信息多副本传播图的完整性和真实性,能够发现存证行为异常的节点并进行处置;基于社会惩戒理论,证明了存证行为异常发现与处置的有效性。实验开发了针对OFD的双重存证多副本发现原型系统,验证了所提机制对信息传播图构造完整性的提升。

身份加密多云多副本完整性审计协议

为解决现有可证明数据持有(PDP)协议只适用于单云存储服务器且过度依赖公钥基础设施的问题,提出一种新的基于身份的多云多副本PDP协议。该协议采用身份加密来简化证书管理,并设计双层默克尔哈希树作为新的安全数据结构,以维护多副本的新鲜性和一致性。安全性分析和实验结果均验证了该协议具备安全性和高效性,能够在多个云存储服务器上实现多副本完整性审计,并在标签生成、证据生成和证据验证3个阶段的效率上明显优于对比算法。

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。

主动容错多副本民航存储系统状态转换模型

主动容错机制解决了被动容错冗余问题,实现了硬盘潜在故障的提前预测和主动处理,显著提高了存储系统的可靠性.然而,民航存储系统采用被动容错机制无法全面保障系统可靠性.本文利用主动容错机制的优势,基于硬盘故障预测模型构建了多副本民航存储系统状态转换模型.该模型全面考虑硬盘,节点和机架故障3个因素,采用韦布分布模拟民航存储系统事件的发生.根据系统状态转换模型,本文使用了改进的基于事件驱动的蒙特卡洛仿真方法,对民航存储系统进行了全面的可靠性分析.实验结果表明,本文模型显著提高了民航存储系统的可靠性.另外,敏感性分析得出主动和被动的结合机制有效延缓了系统可靠性下降的趋势,节约了网络带宽资源.

抑制剂对溴结构域蛋白4的两个溴结构域选择机制的多副本分子动力学模拟和自由能分析

溴结构域蛋白4在细胞周期调节中至关重要,已成为治疗各种癌症的潜在靶标、溴结构域蛋白4包含两个溴结构域,即BD1和BD2.研究表明,选择性地抑制BD1或BD2可能提供更有效的治疗方案.因此,了解抑制剂对BD1和BD2结合的选择性机制对于开发BD1和BD2的高选择性抑制剂至关重要.本文利用多副本分子动力学模拟研究了抑制剂SG3-179、GSK778和GSK620对BD1和BD2的结合选择性.结果显示,BD1比BD2具有更强的结构灵活性,而且BD1和BD2表现出不同的内部动力学.对自由能景观的分析表明,BD1和BD2的构象分布存在明显的差异.结合自由能预测表明,熵变、静电相互作用和范德华相互作用是SG3-179、GSK778和GSK620对BD1和BD2选择性结合的关键因素.单个残基能量贡献的计算表明,(BD1,BD2)中的残基(W81,W374)、(P82,P375)、(Q85,K378)、(V87,V380)、(L92,L385)、(N93,G386)、(L94,L387)、(C136,C429)、(N140,N433)、(K141,P434)、(D144,H437)和(I146,V439)在SG3-179、GSK778和GSK620与BD1和BD2的结合中产生明显的能量差异,它们可以作为开发针对BD1或BD2的高选择性抑制剂的有效靶点.相关信息可为提高抑制剂对BD1和BD2的选择性提供重要的理论指导.

基于可审计多副本的云存储差错副本恢复机制

针对具备可审计特性的多副本云存储系统的差错副本恢复问题,在多副本云存储完整性审计方案的基础上,从总体流程、影响因素、恢复策略、故障定位和计算模型5个方面阐述差错副本恢复机制,将差错副本恢复策略归纳为全副本下载上传、全副本差值上传、故障块上传和故障段上传4种,并对影响恢复效率的因素进行了量化,提出通信开销、计算开销和总开销的计算模型。针对一个具体的多副本云存储完整性审计方案,对不同策略和参数下纠正一个数据块随机差错的开销进行量化分析。实验结果表明,当带宽分别为1 Mb/s、10 Mb/s、100 Mb/s和1 Gb/s时,实验中最优策略的耗时分别只有全副本差值上传策略的0.34%、2.44%、15.27%和46.93%。可见所提模型可用于为可审计多副本云存储系统选择合适的策略与参数,以提高差错副本恢复效率,尤其适用于网络带宽受限的情况。

云环境下多副本管理综述

目前,云服务已经在市场上蔓延开来,相关的云存储和云计算技术也成为时下讨论的热门话题.在云存储中,为了保证高可靠性、高性能,多副本管理是其中的一项关键技术.而多副本管理作为传统分布式存储系统中的关键技术则是已经探讨很久的技术,对于其创建方法、放置技术、选择、删除策略及一致性管理等方面的研究也已经日趋成熟.而目前在云环境下的多副本管理研究较少.针对云环境中所涉及到的多副本管理问题进行全方面剖析,详细地分析了在云环境下各种副本管理技术方案的优势与缺点.最后给出了未来云环境下多副本管理研究的展望.

基于多级网络编码的多副本云数据存储

云数据存储的快速发展对数据的可用性提出了较高要求.目前,主要采用纠删码计算数据编码块进行分布式冗余数据存储来保证数据的可用性.虽然这种数据编码技术保证了存储数据的安全性并减少了额外的存储空间,但在损坏数据恢复时会产生较大的计算和通信开销.提出一种基于多级网络编码的多副本生成和损坏数据恢复算法.算法基于多级网络编码对纠删码的编码矩阵进行改进形成多级编码矩阵,利用其级联性生成多级编码(hierarchical coding,HC码)来构成多副本数据,使得各副本之间存在编码关系.在损坏数据恢复时,利用数据所有者提供的数据编码信息和云存储中保存的数据块直接计算进行恢复,从而避免从云存储中远程下载数据.理论分析和实验表明,所提算法在相同的存储空间下显著减少了损坏数据恢复时的通信开销并提高了数据的可用性.

基于同态hash的数据多副本持有性证明方案

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,在分析并指出一个基于同态hash的数据持有性证明方案安全缺陷的基础上,对其进行了改进和扩展,提出了一个多副本持有性证明方案。为实现多副本检查,将各副本编号与文件连接后利用相同密钥加密以生成副本文件,既有效防止了CSP各服务器的合谋攻击,又简化了用户和文件的授权访问者的密钥管理;为提高检查效率,利用同态hash为数据块生成验证标签,实现了对所有副本的批量检查;为保证方案安全性,将文件标志和块位置信息添加到数据块标签中,有效防止了CSP进行替换和重放攻击。安全性证明和性能分析表明,该方案是正确和完备的,并具有计算、存储和通信负载低,以及支持公开验证等特点,从而为云存储中数据完整性检查提供了一种可行的方法。

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.

基于多分支认证树的多用户多副本数据持有性证明方案

在云存储环境下,如何高效、动态地完成对多用户多副本数据的完整性验证是一个挑战性问题。基于双线性代数映射的签名机制和多分支认证树特性,提出了一种新的多用户多副本数据持有性证明方案。该方案通过使用随机掩码技术对密文进行处理确保数据隐私性,采用多分支认证树来提高数据分块的签名效率,能够支持数据动态更新操作。此外,引入第三方审计者对多用户多副本数据进行批量审计以减少计算开销。最后,分析表明本方案具有较高的安全性和效率。

云环境下的数据多副本安全共享与关联删除方案

针对共享在公共云环境的用户数据因所有权与管理权分离而导致的用户隐私泄露问题,结合对称加密算法、属性加密算法和副本定位技术,提出一种云环境下的数据多副本安全共享与关联删除方案,对用户数据进行加密等处理封装成副本关联对象(RAO,replication associated object),随后将RAO共享到云服务商,建立副本关联模型对RAO所产生副本进行管理并实现关联删除。分析表明方案是安全与有效的,能够对用户共享的数据及其副本进行安全共享与关联删除,有效保障了数据多副本的隐私安全。

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。

基于BLS的多用户多副本数据持有性批量审计

为了保证用户数据的可靠性和可用性,云服务提供商会根据用户需求对数据进行多副本存储.但是服务提供商往往是不可信的.为检查远程数据完整性,现有方案大多解决如何高效的完成单用户对单份数据的完整性验证,尚缺少如何高效的完成多用户同时验证多副本数据.若将这些方案直接应用于多用户多副本环境中,将带来的成倍于单份数据的持有性证明方案的计算开销与通信开销问题.为了解决该问题,本文提出了一种基于BLS的2M-PDP审计方案.该方案采用双线性对聚集签名技术构造2M-PDP算法,在不泄露用户隐私信息的前提下引入第三方审计者,将多用户的审计申请批量发送给云服务提供商,减少交互次数和降低通信开销;服务提供商计算持有性证明和第三方审计者验证过程中采用双线性对聚集签名技术,降低计算开销.在安全性上,所引入的审计第三方不会带来新的安全风险,并且本方案能够抵抗云服务器重放攻击、合谋攻击和替换攻击.最后通过实验验证了该方案的可行性和高效性.

云环境下支持数据动态更新的多副本数据完整性审计方法研究

在云存储环境下,如何高效、动态地完成多副本数据的完整性审计是一项极具挑战性的问题。文章研究并提出了一种支持数据动态更新的多副本数据完整性审计方法。首先利用BLS签名和双线性映射技术实现多副本的批量审计,避免了CSP与TPA之间的多次交互,降低审计过程中的通信开销;其次在各副本编号与文件连接后,利用ElGamal密码系统生成相应的副本;最后对审计方法的安全性进行了理论分析,对审计方法的性能进行了实验比较。结果表明,本文算法在通信、计算开销方面的性能优于现有的方法,能有效提高文件存储和验证的效率,减少计算开销。

一种基于冗余线程的GPU多副本容错技术

目前随着通用GPU(general purpose computation on graphic processing units,GPGPU)性能的不断提高,利用CPU和GPU构建的异构系统已经成为高性能计算领域的研究热点.然而随着并行计算系统的不断增长,系统可靠性越来越低,已成为并行计算向大规模扩展的一个不容忽视的制约因素.由于商用GPGPU容错能力较弱,所以由CPU和GPU构建的大规模异构并行系统的可靠性问题更为尖锐,尚缺乏实用的容错手段,针对这一现实问题提出了一种基于冗余线程的GPU多副本容错技术:RB-TMR(Rollback TMR),同时根据异构系统的编程模型及程序特征对这一面向异构系统的容错机制的设计实现及其编译框架进行了具体分析和描述.最后通过10个案例对此技术进行了实现并评估了其性能.这一技术为异构系统的容错技术研究提供了新的思路,具有重大意义.

基于社团结构的容迟传感器网络多副本数据传输策略研究

在社团结构网络模型下,建立社团间多副本数据转发策略的传输概率模型,提出一种基于社团结构的多副本数据传输(CMDD)策略。CMDD策略动态计算社团间移动节点的平均相遇间隔时间,并根据传输概率模型估算借助该社团分发副本可获得的成功传输概率。模拟实验表明,CMDD策略能以较低的传输延迟和较低的传输开销获得较高的数据传输成功率。

基于VANETs下的决策树多副本机会路由协议

在车载自组织网络(vehicular Ad hoc networks,VANETs)中,当节点缓存和消息副本数目被限制的情况下,如何合理地选择车载网络的路由节点是实现VANETs高效转发和投递的关键问题。为此提出了一种基于学习方法的决策树理论的多副本VANETs机会路由协议(D-Tree)。D-Tree将VANETs中节点间的传输和连接因素看做多个属性的集合,并与决策树方法得到一个消息转发规则,同时结合多副本路由与机会路由的"存储─携带─转发"优势进行消息投递。真实数据集上的实验结果表明,在场景密集的情况下,D-Tree相比于Bubble和S&W路由算法投递成功率提高了近10%,同时在投递延迟等方面也具有明显优势。

一种基于公钥分割的多副本持有性证明方案

在数据外包的云存储环境中,如何验证存储服务方是否忠诚地按照客户需求保存足够数量的副本数据是一个挑战性问题.现有方案只能对各个副本逐一进行验证,存在验证效率低、计算开销大和对数据更新支持弱等缺点.提出一种带Collector的多副本云存储模型,在此基础上给出一种基于公钥分割的多副本持有性证明方案(multiple replica possession proving scheme based on public key partition,MRP-PKP).该方案将公钥分割为多个份额并分配给对应的副本存储节点;在验证时,能够一次性对所有副本的持有性进行高效验证.此外,该方案可有效防御同谋攻击,能够方便地支持数据块级更新操作.进一步理论分析和模拟实验表明:与传统方案相比,MRP-PKP方案具有安全性高、通信开销低、运算代价小等优势.

一种多副本一致性控制方法

在分布式存储系统中,复制是为提供高的数据可用性而采用的一种方法。它增加了整个系统的错误忍受能力,但也带来了数据一致性问题。复制的系统需要实现一个副本控制协议使客户端以一个特定的语义访问数据,从而保持多个副本的数据一致性。该文提出了一种新的一致性控制方法。它与标准的一致性协议相比,可以支持失败恢复,并降低了正常情况下的读带宽消耗而不需要在所有设备中引入逻辑时钟同步。