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。

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。

一种层次式远程数据持有检测方法

在云存储环境下,云服务器并不完全可信。用户如何以较低开销验证云上数据的完整性成为用户日益关心的问题。目前已提出多种保护方法,这些方法在认证多个文件时需要对文件逐一进行认证,因此当文件数很大时其计算和通信开销仍较大。针对此问题,提出一种层次式远程数据持有检测方法。该方法与远程数据持有检测方法相结合,能提供高效且安全的远程数据完整性保护,并支持动态数据操作。对提出的方法进行了安全性分析和实验评估,结果表明,提出的方法安全可靠,在较低的漏检率下,相比远程数据持有检测方法有45%~80%的性能提升。

改进的基于同态哈希的云存储数据完整性验证方案

为了解决云存储用户数据完整性验证问题,在分析现有远程数据完整性校验方法的基础上,在标签生成的过程中加入同态哈希与伪随机数,提出一种支持动态数据与无限次挑战的同态哈希的数据完整性验证方案。通过安全性与性能的分析证明该方案的有效性,在保证远程数据完整性的同时,减少了存储空间的冗余和带宽消耗。

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。

基于多分支路径树的云存储大数据完整性证明机制

随着互联网和移动电子设备的不断普及,网络化存储将成为未来的主要存储方式,而目前的云存储方式也将会是网络化存储的必然趋势,因此如何确保云存储环境下用户数据的完整性成为人们关注的主要问题。针对该问题,提出了一种基于多分支路径树的云存储大数据完整性证明机制,通过引入第三方代理实现公开验证,加入随机掩码实现数据隐私,基于多分支路径树这一动态数据结构实现动态操作,并针对多分支路径树提出一种新的数据完整性检测算法。实验结果表明,所提方案可以高效地完成大量数据的更新,同时支持多用户的数据完整性验证。

基于改进哈希树模型的数据完整性验证方案

针对存储在云端数据的完整性问题,结合同态认证标签机制和R-MHT哈希树结构,提出基于改进哈希树模型的数据完整性验证方案,在验证过程中能有效降低计算量和通讯开销,并能够支持数据的动态操作。实验结果证明,该方案相比传统的哈希树结构,在验证的性能上和准确性上有一定的优势,能够很好地完成数据完整性验证。

一种高效的多副本数据持有性证明方案

为了验证云存储中服务提供商是否完整地存储了用户的数据副本,在分析支持动态数据的持有性证明方案(RDPC)的安全缺陷(无法抵抗替换和重放攻击)的基础上,对其进行了改进和扩展,提出一种基于同态哈希技术的多副本持有性证明方案。该方案能够同时对多个副本的持有性进行验证,具有抵抗替换攻击、重放攻击和伪造攻击的能力。通过对Merkel哈希树进行改进,使方案更好地支持动态数据操作,同时利用γ编码技术,使得对数据块的验证和更新等操作过程中通信的数据量更小。

一种非同频远程数据持有检测方法

提出非同频认证模式,可大幅降低发生文件损坏后的检测延迟,进而提出非同频增强型远程数据持有检测方法,在降低损坏数据检测延迟同时可防范替换攻击等攻击。安全证明和实验表明,提出的认证方法是安全的,在实验样本下与E-RDPC相比性能平均提升19.3%。