分布式存储多副本文件完整性验证方案

摘要

云存储（Cloud Storage）是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统，它将各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来，对外提供数据存储和业务访问功能。这种存储模式受到越来越多企业的青睐，其使用率逐年升高，企业对云存储的各种需求也越来越多样化。由于云服务提供商CSP（Cloud Service Provider）是半可信的，用户越来越关心文件是否被云服务提供商完整存储。
　　本文在现有技术的基础上，提出了一种分布式存储多副本文件完整性验证方案，确保服务提供商完整的存储了用户的数据副本。当部分文件意外损坏或丢失时，能够定位出错误文件块的位置，以便通过其它副本进行修复或恢复。方案引入了第三方审计者TPA（Third Party Auditor），支持公开验证，能够在不保存用户文件数据的前提下进行审计，具有用户所没有的专业鉴定与计算能力，并且能够替代用户安全接入云服务器端发送挑战信息；利用多副本分布存储的优势，云端主服务器将验证凭据的计算进行分发，多个服务器同时参与计算，能够减少计算时间，提高验证效率；在计算验证凭据时，利用同态Hash函数对每个密文的数据块计算一个验证标签，根据同态哈希技术实现对所有副本进行检查。在对文件计算标签时引入随机掩码，以抵抗云服务器的替换、重放和合谋攻击。最后，通过正确性证明和仿真实验，说明了其可行性。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标

1.4 论文结构

第2章 相关理论知识

2.1 云存储相关知识

2.2 数据完整性证明技术

2.3 本章小结

第3章 分布式存储多副本文件完整性验证方案

3.1 相关定义

3.2 方案设计

3.3 方案实现流程

3.3 本章小结

第4章 安全性分析及仿真实验

4.1 安全性分析

4.2 验证效率分析

4.3 对比分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文所做工作

5.2 下一步研究工作展望

参考文献

致谢