无证书可证明数据持有方案的分析

为了更好地探究可证明数据持有方案的安全性,本文对一个带隐私保护的无证书可证明数据持有方案进行了密码学分析,使用伪造原始数据或删除原始数据的方法对原方案进行了两种伪造性攻击。本文通过攻击方法一,演示了恶意云服务商可以任意修改用户的原始数据并能生成正确的数据标签;通过攻击方法二,演示了恶意云服务商可以任意删除用户的原始数据并能正确生成数据完整性证明。这两种攻击表明原方案是不安全的,难以运用在实际的环境中。

具有数据上传管控的无证书可证明数据持有方案

随着大数据技术的发展,云存储受到了越来越多的关注。它在给用户带来诸多便利的同时,也产生了新的安全挑战。由于用户在将数据存储到云端后就失去了对数据的直接控制,如何安全有效地检测存储在云端数据的完整性成为一个重要的安全挑战。可证明数据持有技术(PDP)是近年来的一个研究热点,它可以在不下载全部数据的情况下实现云数据的完整性检测。然而,绝大多数已存在的PDP方案或者存在复杂的证书管理问题,或者存在密钥托管问题。除此之外,这些方案都没有考虑数据上传的管控问题。针对上述问题,文章提出了一种具有数据上传管控的无证书可证明数据持有的方案,该方案首先利用权限管理和秘密共享技术,实现了对数据上传过程的管控,即只有当超过一定门限值的用户同意后才可将数据上传到云端,避免了用户随意上传数据的行为;其次利用无证书的密码技术,既避免了密钥托管问题,又简化了证书管理的操作。同时,也对方案的安全性和性能进行了分析。

云存储中支持数据去重的群组数据持有性证明

数据持有性证明(provable data possession,简称PDP)和数据可恢复性证明(proofs of retrievability,简称POR)是客户端用来验证存储在云端服务器上数据完整性的主要技术.近几年,它在学术界和工业界的应用广泛,很多PDP和POR方案相继出现.但是由于不同群组的特殊性和独特要求,使得群组PDP/POR方案多样化,并且群组应用中的许多重要功能(例如数据去重)没有被实现.如何构造高效及满足群组特定功能和安全需求的PDP/POR方案,已经引起了人们的广泛关注.给出了一种支持数据去重的群组PDP方案(GPDP),基于矩阵计算和伪随机函数,GPDP可以在支持数据去重的基础上,高效地完成数据持有性证明,并且可以在群组中抵抗恶意方选择成员攻击.在标准模型下证明了GPDP的安全性,并且在百度云平台上实现了GPDP的原型系统.为了评估方案的性能,使用了10GB的数据量进行实验和分析,结果表明:GPDP方案在达到群组中数据去重的目标的基础上,可以高效地保证抵抗选择攻击和数据持有性,即:预处理效率高于私有验证方案,而验证效率高于公开验证方案(与私有验证效率几乎相同).另外,与其他群组PDP/POR方案相比,GPDP方案将额外存储代价和通信代价都降到了最低.

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。

一种可扩展的动态数据持有性证明方案

提出了一种能保护数据隐私的动态数据持有性证明方案,并对方案的安全性进行了证明,性能分析表明该方案具有低存储、计算和传输负载的特点。通过扩展实现了对公开可验证和多副本检查的支持,扩展方案的特点在于公开验证中不需要可信第三方的参与,而多副本检查可以方便地实现对所有副本的批量检查。

一种高效的动态数据持有性证明方案

针对云存储中数据完整性检查的问题提出一种高效的动态数据持有性证明方案.数据所有者(Owner)利用哈希-异或运算预先生成一定量的验证标签,并将其加密后与数据一起存储在服务提供者(Cloud Service Provider,CSP)端,执行数据持有性检查时,Owner通过验证CSP生成的验证值是否等于预计算的验证标签来确定数据是否是完整的.通过建立数据块逻辑序号(Serial Number,SN)与物理序号(Block Number,BN)映射表,利用SN和BN分别作为计算验证标签时选择分块和获取分块值的索引,并通过将所有SN模分块总数同余的分块包含在相同标签中,实现了对数据块修改、删除、插入和追加操作的支持.对方案的安全性进行了证明,性能分析与测试表明该方案具有低计算、存储和传输负载的特点.

云存储中数据持有性证明方法研究

数据安全问题是云存储系统中需要解决的关键问题之一,为保证云存储服务器中数据的完整性,数据的持有性证明就显得尤为重要.数据的持有性证明就是用户实时知道其数据是否仍然完整、有效、正确地保存在云存储系统中,以及是否可以随时、随地获取到该数据,这是云存储安全中的挑战性问题.DNA(Deoxyribonucleic Acid)是生物遗传信息,每个DNA都是由若干个RNA(Ribonucleic Acid)组成,研究基于第三方审计(third-party audits,TPA)数据持有性证明模型的基础上,利用这一生物学原理提出了一个高效的数据可持有性证明方案.实验结果表明,该方案在存储性能和计算性能方面与S-PDP方案相比,需额外存储开销较小,约为文件大小的1.17%;而计算开销比S-PDP和CS-PDP方案都小,特别是比S-PDP方案要小很多.

一种基于同态Hash的数据持有性证明方法

在云存储服务中,为了让用户可以验证存储服务提供者正确地持有(保存)用户的数据,该文提出一种基于同态hash(homomorphic hashing)的数据持有性证明方法。因为同态hash算法的同态性,两数据块之和的hash值与它们hash值的乘积相等,初始化时存放所有数据块及其hash值,验证时存储服务器返回若干数据块的和及其hash值的乘积,用户计算这些数据块之和的hash值,然后验证是否与其hash值的乘积相等,从而达到持有性证明的目的。在数据生存周期内,用户可以无限次地验证数据是否被正确持有。该方法在提供数据持有性证明的同时,还可以对数据进行完整性保护。用户只需要保存密钥K,约520 byte,验证过程中需要传递的信息少,约18 bit,并且持有性验证时只需要进行一次同态hash运算。文中提供该方法的安全性分析,性能测试表明该方法是可行的。

一种多副本动态数据持有性证明方案

针对云存储环境下,验证多个远程副本的完整性效率低,不支持动态数据更新的问题,提出了一种多副本动态数据持有性证明方案.首先给出面向分布式云存储系统的多副本验证模型,然后利用双线性映射和伪随机掩码技术设计了一种多副本数据持有性证明方案.通过把每个数据块映射为种子映射表的一个表项,解决多个副本同时进行动态修改的问题.安全分析和性能评估表明,文中方案是正确且完备的,并显著提高了多副本动态数据持有性证明的效率.

一种动态数据多副本持有性证明方案

为检查云存储服务中提供商是否按服务等级协议的约定完整地存储了多个文件副本,提出了一种基于同态Hash的动态多副本持有性证明方案hHash-MRPDP。一方面,hHash-MRPDP通过对文件加密和对密文进行掩码运算来生成多个副本;另一方面,利用同态Hash对密文的每个数据块计算一个验证标签,从而可以根据Hash的同态性质对所有副本进行批量持有性检查。在实现对多副本批量持有性检查的同时,hHash-MRPDP还具有能定位及修复错误块、可扩展以支持数据更新、能抵抗替换、重放和伪造攻击,以及低计算、存储和通信负载等特点。

基于变长认证跳表的分布式动态数据持有证明模型

动态数据持有证明(Dynamic Provable Data Possession, DPDP)是云存储中数据完整性验证的重要方法。但是,DPDP在分布式环境中应用时存在代价开销较高、对客户端不透明等问题。为此,文章将变长认证跳表(Flexible Length-based Authenticated Skip List, FlexList)可以很好地支持DPDP动态更新的优势与分布式环境结合,构建了基于Flex List的分布式动态数据持有证明模型(D-DPDP-Flex List)。该模型包括3种实体:中控服务器、存储服务器以及用户。存储服务器和中控服务器构成服务器端,其内部结构对用户是透明的,只通过中控服务器向用户提供服务。因此,用户无需针对服务器结构执行预处理操作,服务器端的可扩展性得到了有效增强。分布式变长认证跳表部署方法和多副本存储方式的采用降低了服务器的响应时间,提高了数据的可用性。文章给出了模型的形式化描述、实体间交互协议以及模型的安全性分析。相关测试验证了文章模型在分布式环境中的可用性。

基于部分授权的可证明数据持有性验证

可证明数据持有性验证(provable data possession,PDP)是云存储中重要的完整性验证技术,采用可证明数据持有验证,客户可通过常量级运算验证云服务器是否诚实地持有客户数据.某些情况下,客户无法亲自验证云端的数据持有,此时客户需要授权代理对云端数据进行持有验证.针对上述问题,提出了一种基于部分授权的可证明数据持有验证方案(provable data possession based on partial delegation,PDPPD),新方案基于双线性对及部分授权技术支持数据拥有者直接通过密钥变形方式委任代理方进行数据持有验证,并且数据拥有者可以随时撤销或更换代理方,证明了方案的安全性.与现有数据持有性验证方案相比,新方案在保证相同安全强度的条件下,具有更小的计算量和通信量,且应用场景更加广泛.

一种基于映射版本表格的动态多副本可证明数据持有方案研究

一旦将数据外包给大数据中心,用户就失去对敏感数据的直接控制。这种控制的缺失对云存储环境中的数据机密性和完整性提出了挑战。针对用户将数据外包到大数据中心后数据控制能力弱化的问题,文章研究了动态数据文件多副本生成以及不可信云服务器上的多副本验证问题,提出了一种基于映射版本表格的动态多副本可证明数据持有(MVT-DMPDP)方案,它支持多副本动态数据的外包,即用户不仅能够在大数据中心云服务器上缓存和访问数据副本,而且能够更新和升级远程服务器上的这些副本。

多云存储中基于身份的数据持有性公开证明方案

数据持有性证明技术是解决云存储中数据安全问题的关键技术之一,多云存储下的数据持有性证明则是具有分布式特性的较新的一个研究课题。为了解决目前多云存储下的数据持有性证明技术方案少、安全性差、计算效率低等问题,提出一个适用于多云存储的、基于身份的、支持公开证明的数据持有性证明方案,并对方案的正确性、安全性和性能进行了详细的分析。分析比较结果说明所提方案比其他方案具有更好的性能,尤其具有高得多的计算效率。

基于数据持有性证明的完整性验证技术综述

在云存储环境中,为确保用户数据的完整性和可用性,用户需要对存储在云服务器中的数据进行完整性验证。现有的数据完整性验证机制主要有两种:数据持有性证明(Provable Data Possession,PDP)与可恢复数据证明(Proof of Retrievability,POR)。重点讨论了基于PDP的云存储数据完整性验证机制。结合PDP验证机制特性,对PDP方案进行分类,并总结了各分类使用的关键技术;根据分类阐述了PDP方案的研究现状,并对典型方案在动态验证、批量审计、计算开销等几个方面进行了对比分析;讨论了基于PDP的云存储数据完整性验证机制未来的发展方向。

支持身份认证的数据持有性证明方案

针对云应用场景中身份认证和数据持有性证明的双重需求,提出一种支持身份认证的数据持有性证明方案。基于数据标签签名和随机数复用,新方案通过3次交互即可实现用户对云持有数据的完整性验证、用户与云服务器之间的双向身份认证以及会话密钥协商与确认。与使用认证密钥协商和数据持有性证明的组合方案相比,新方案具有较少的运算量和交互轮次以及可证明的安全性。在随机预言机模型下,基于计算性Diffie-Hellman问题假设,给出方案的安全性证明。

云存储中数据持有性证明模型的设计与分析

提出一种云存储环境下的数据持有性证明模型CS-PDP,该模型主要采用抽样检测的概率型验证和同态验证方法。模型中引入云存储提供商代理CSPP来协助用户与各个云存储提供商进行存储验证交互。该代理拥有三个核心模块:存储分配管理模块SAM、接收/响应挑战模块RRCM和通知/收集证明模块NCPM。对CS-PDP模型的主要算法、工作流程和核心技术进行详细阐述;并且通过理论和实验两大手段,从安全性、概率型验证、以及开销(存储开销、计算开销和通信开销)等三个方面对CS-PDP模型进行分析,结果表明CS-PDP是一种高效可行的云环境下数据持有性证明模型。

基于B^+树的动态数据持有性证明方案

针对云存储环境下的数据持有性证明(PDP)方案效率较低、不能很好支持全动态更新的问题,设计了一种基于B^+树的动态数据持有性证明方案。该方案引入双线性对技术和数据版本表,支持用户进行数据块级的细粒度动态操作并能保护用户的数据隐私。通过优化系统模型并设计节点索引值,使第三方检测机构能识别错误数据并进行精确定位。理论分析及实验结果表明,与基于Merkel哈希树(MHT)的方案相比,所提方案能够显著降低系统构造认证数据结构的时间开销,并且简化了动态更新过程,提高了第三方检测机构的验证效率。

云存储环境下数据持有性证明研究综述

随着网络存储技术的发展,越来越多的用户选择将数据存储到云端,从而用户失去对数据的直接控制.如何验证存储在云端的数据完整性便成为用户最关心的问题之一.学术界和工业界普遍认为数据持有性证明(provable data possession,PDP)机制是解决该问题的重要手段,本文对现有的部分经典数据持有性证明方案进行了梳理.给出了数据持有性证明系统模型和审计框架;分析了数据持有性证明系统的功能特性和安全需求;分别从实现原理、应用场景和不同实体3个不同的视角,对目前主要的数据持有性证明方案进行了总结归纳,并对未来的研究趋势进行了展望.

面向云存储的机载软件持有性证明

随着民用航空机载软件数量的不断增长,传统的软件分发方式面临效率低、成本高、安全性差的问题。为了提高机载软件的分发效率,将云存储与机载软件相结合,提出了一种基于Cloud-P2P的机载软件存储架构,实现了机载软件的分布式云存储以及机载软件共享。在此基础上,提出了一种数据持有性证明协议,通过将标识与公钥绑定,降低了共谋风险,并通过抽样审计完成对云上机载软件的完整性验证,减小了验证成本。安全性分析表明,所提方案具有不可伪造性和抗重放攻击的能力,并且证明了数据持有性证明协议的正确性。与现有的数据完整性审计方案相比,计算开销减少了10%,通信开销减少了20%。该研究对保证机载软件的高效安全分发具有实际意义。