移动云环境下高效可追踪的数据共享方案研究

摘要

随着信息技术的不断发展，不同机构和组织间的信息交流逐渐增加，网络和通信技术的成熟为信息传输提供了保障，因此数据的共享程度与日俱增。与此同时，智能化使移动终端迅速成为许多互联网业务的关键入口，通过移动设备进行数据共享成为社会发展的趋势。然而，移动终端资源受限（如电量、计算能力和存储能力受限）的缺点一直制约着其发展。移动云计算是由移动互联网和云计算两个概念相结合而产生。在移动云计算中，移动终端可以借助于云计算强大的计算能力和存储能力来克服自身资源受限的不足。利用移动云计算，智能终端用户可以实时访问和共享云服务器中存储的海量数据而不受自身地理位置的限制。因此，移动云环境下的数据共享成为学术界和产业界共同关注的热点之一。
　　移动云计算在为数据共享带来便利的同时，也带来了一些安全性挑战。首先，由于云服务器并不完全可信，为了保护用户数据的隐私信息，数据在上传到云服务器之前需要进行加密处理。因此，如何设计密文环境下安全高效的数据共享机制是数据共享的基础保证；其次，由于共享的数据存储在云服务器上，用户失去对数据的管理控制权。因此，如何设计安全的数据访问控制机制是保证数据安全共享的重要手段；最后，出于经济利益的驱动或一些其他原因，某些不诚实的用户可能会相互勾结，这会对数据共享系统造成巨大的危害。因此，如何在数据共享系统中实现可追踪性是确保数据安全共享的关键环节。本文主要针对移动云环境下共享数据时所存在的安全性问题和效率问题展开研究，主要贡献总结如下：
　　（1）我们提出了一种移动云环境下高效可追踪的数据共享方案。首先，与传统的数据共享方案相比，我们的方案采用了收敛加密技术，解决了对称加密中密钥泄露导致系统崩溃的问题，而且使方案适用于加密海量数据的场景；其次，方案使用拉格朗日多项式重构技术，避免了昂贵的双线性对运算，使得用户端计算开销较小，更适用于资源受限的移动设备；最后，方案使用叛徒追踪技术对系统中的不诚实用户进行追踪，进一步增强了数据共享系统的安全性。相应的成果已经被EI源刊International Journal of High Performance Computing and Networking录用。
　　（2）我们在Android Studio和Samsung Galaxy S3的实验环境下，对高效可追踪的数据共享方案进行了仿真与实现。并从安全性和效率两个方面对方案进行了详细的评估，分析了移动用户端的计算开销，并与Shao等人的方案进行对比。实验结果证明本文的方案更加高效，也更适用于资源受限的移动设备。

目录

声明

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要贡献及内容安排

第二章 预备知识

2.1 密码学工具

2.2 本章小结

第三章 移动云环境下高效可追踪的数据共享方案

3.2 Shao等人的数据共享方案

3.3 高效可追踪的数据共享方案设计

3.4 本章小结

第四章 高效可追踪的数据共享方案实现与仿真

4.2 算法描述

4.3 效率分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

作者简介