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大数据存储中数据完整性验证结果的检测算法

更新时间：2019-12-25 18:24:18 大小：1M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：大数据存储 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

云存储作为云计算中最为广泛的应用之一,给用户带来了便利的接入和共享数据的同时,也产生了数据损坏和丢失等方面的数据完整性问题.现有的远程数据完整性验证中都是由可信任的第三方来公开执行数据完整性验证,这使得验证者有提供虚假伪造的验证结果的潜在威胁,从而使得数据完整性验证结果不可靠,尤其是当他与云存储提供者合谋时情况会更糟.提出一种数据验证结果的检测算法以抵御来自不可信验证结果的伪造欺骗攻击,算法中通过建立完整性验证证据和不可信检测证据的双证据模式来执行交叉验证,通过完整性验证证据来检测数据的完整性,利用不可信检测证据判定数据验证结果的正确性,此外,构建检测树来确保验证结果的可靠性.理论分析和模拟结果表明:该算法通过改善有效的验证结果来保证验证结果的可靠性和提高验证效率.


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大数据存储中数据完整性验证结果的检测算法.pdf 1M

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DOI: 10．7544issn1000-1239．2017．20160825  
54( 11) : 2487-2496，2017  
计算机研究与发展  
Journal of Computer Research and Development  
大数据存储中数据完整性验证结果的检测算法  
徐光伟 白艳珂 燕彩蓉 杨延彬 黄永锋  
(
201620)  
东华大学计算机科学与技术学院 上海  
( gwxu@ dhu．edu．cn)  
Check Algorithm of Data Integrity Verification Results in Big Data Storage  
Xu Guangwei，Bai Yanke，Yan Cairong，Yang Yanbin，and Huang Yongfeng  
( College of Computer Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620)  
Abstract Cloud storage is one of the most widely used applications in cloud computing． It makes it  
convenient for users to access and share the data yet producing data integrity issues such as data corruption and  
loss． The existing remote data verification algorithms are based on the trusted third party who works as a public  
verifier to verify the outsourced data integrity． In this case，the verifier has a potential threat to provide false  
verification results，which cannot ensure the reliability of data verification． Especially，the situation can be  
even worse while the verifier is in collusion with the cloud storage providers． In this paper，we propose a check  
algorithm of incredible verification results in data integrity verification ( CIVR) to resist the attacks of forgery  
and deception in incredible verification results． We utilize double verification proofs，i．e．，integrity verification  
proof and incredible check proof，to execute the cross check． The integrity verification proof is to verify  
whether the data are intact． The incredible check proof is to check whether the verification results are correct．  
Moreover，the algorithm constructs the check tree to ensure the reliability of verification results． Theoretical  
analysis and simulation results show that the proposed algorithm can guarantee the reliability of verification  
results and increase the efficiency by improving the valid verification．  
Key words data integrity verification; incredible verification results; verification results checking; dual  
proofs; check tree  
， ，  
要
云存储作为云计算中最为广泛的应用之一 给用户带来了便利的接入和共享数据的同时 也产  
摘
．
生了数据损坏和丢失等方面的数据完整性问题 现有的远程数据完整性验证中都是由可信任的第三方  
， ，  
来公开执行数据完整性验证 这使得验证者有提供虚假伪造的验证结果的潜在威胁 从而使得数据完整  
， ．  
性验证结果不可靠 尤其是当他与云存储提供者合谋时情况会更糟 提出一种数据验证结果的检测算法  
，
以抵御来自不可信验证结果的伪造欺骗攻击 算法中通过建立完整性验证证据和不可信检测证据的双  
， ，  
证据模式来执行交叉验证 通过完整性验证证据来检测数据的完整性 利用不可信检测证据判定数据验  
: 2016－11－15;  
: 2017－06－27  
收稿日期  
修回日期  
基金项目 上海自然科学基金项目  
( 61402100，61772128) ;  
:
( 15ZR1400900，15ZR1400300，16ZR1401100) ;  
( C160076) ;  
国家自然科学基金项目  
上海市教育科研项目  
同济大学高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室种子基金项目 东华大学中央高校基本科研业务  
( 2232015D3-29)  
;
费专项资金项目  
This work was supported by the Natural Science Foundation of Shanghai ( 15ZR1400900，15ZR1400300，16ZR1401100) ，Shanghai  
Education and Scientific Research Project ( C160076) ，the National Natural Science Foundation of China ( 61402100，61772128) ，the  
Key Laboratory of Ecology and Energy-Saving Study of Dense Habitat of Ministry of Education ( Tongji University) ，and the Fundamental  
Research Funds for the Central Universities of Donghua University ( 2232015D3-29) ．  
:
通信作者 燕彩蓉  
( cryan@ dhu．edu．cn)  
2488  
2017，54( 11)  
计算机研究与发展  
， ， ． :  
证结果的正确性 此外 构建检测树来确保验证结果的可靠性 理论分析和模拟结果表明 该算法通过改  
．
善有效的验证结果来保证验证结果的可靠性和提高验证效率  
; ; ; ;  
关键词 数据完整性验证 不可信验证结果 验证结果检测 双证据 检测树  
TP391  
中图法分类号  
2)  
的正确性  
3)  
云计算是基于互联网相关服务的可动态扩展的  
生成不可信检测证据来判定数据验证结果  
，
虚拟化资源 它通过网络方便地按需接入和较小代  
;
、 、  
价可使得用户获取服务提供者的网络 服务器 存储  
通过构建验证结果的检测树来抵御伪造欺  
［1］  
．
和应用等资源池中的可配置计算资源 云存储作  
;
骗攻击和验证结果的不可篡改性  
4)  
利用双证据来执行交叉验证以确保数据完  
，
为云计算中最有潜力的一种应用 是通过互联网可  
．
动态扩展虚拟化存储的一种方式 云存储在给用户  
．
整性验证结果的可靠性  
，
带来方便的同时 也会因为用户失去了对自己数据  
，
的绝对控制权 而使得用户数据的可用性和安全性  
1
相关工作  
． ，  
受到威胁 在云存储的服务模式下 拥有可接入网络  
的用户设备既可以随时随地访问自己存储在云服务  
远程数据完整性验证随着云存储应用的不断普  
，
器中的数据 又能方便地按照一定规则与其他用户  
， ．  
及 越来越受到科学界和工业界的关注 自从  
Ateniese  
［5］  
［6］  
．
设备之间共享数据 云存储在为用户带来便利的同  
Juels  
PDP  
POR  
验证  
等人  
和
等人 分别提出  
和
， 、  
时 也会因自身的问题如病毒攻击 操作失误和来自  
，
方案以来 出现了大量的远程数据完整性验证算法  
．
［5］  
， ．  
网络的恶意攻击等 损坏或丢失用户存储的数据 甚  
Ateniese  
等人 首次提出数据持有性证明的  
，
至当数据损失发生时 云存储服务提供者  
( cloud  
PDP  
， RSA  
模型 并利用  
同态技术来验证远程存储数  
storage provider，CSP)  
，
为维护自身利益和声誉 常隐  
，
据的完整性 方案中采用随机抽样技术进行概率性  
．
瞒数据丢失或损坏 非预期的数据丢失或损坏会给  
， ，  
验证 以减少数据验证过程中的计算量和通信量 但  
［2］  
．
数据完整性和可靠性带来灾难性后果 为避免云  
． Juels  
这种方法并不支持远程数据的动态操作  
等
［6］  
，
存储中的数据损失 使用户在有限的计算能力下确  
POR  
人
首次探索可恢复证明的  
模型来确保远程  
［3］  
［7］  
，Deswarte  
保大规模数据存储的完整性  
等人 提出  
．Hovav  
数据存储可持有和可提取  
等人 提出一种  
［8］  
，
一种基于加密的方法来验证远程数据的完整性 此  
POR．Erway  
支持数据恢复的紧凑型  
Rank  
等人 提出一  
，
后 远程数据存储的完整性验证成为解决这种问题  
(
的跳跃列表结构实现支持全动态 数  
种基于  
［4］  
．
的关键技术  
目前很多数据完整性验证算法被提出  
( provable  
、 、 、 )  
据插入 删除 增加 修改等 操作的  
PDP  
，
方案 但却  
［5-25］  
，
这
．
不能很好地保护用户数据的隐私 为了提高远程数  
［9］  
些算法主要分为可证明的数据持有技术  
，Wang  
Merkle Hash  
树构  
据验证的效率  
等人 利用  
data possession，PDP)  
( proof of  
和可恢复证明技术  
，
建了一种支持批量验证的方案 并同时支持数据的  
retrievablity，POR)  
，
两大类 分别从验证的可公开性  
、
［10］  
．
动态操作和公开校验 后来  
，Wang  
等人 进一步利  
、 、 、 、  
动态数据 无状态验证 无块验证 批量验证 隐私保  
、
用随机掩码 加密盲化技术设计了一种能够保护数  
、 、  
护 数据机密性 多云多副本验证等方面进行了研  
，
据隐私的可公开验证方案 它不仅可以防止恶意攻  
，
究 但这些算法都基于数据验证者  
( data verifier，  
，
击者获得用户数据的真实内容 也可以防止将真实  
DV)  
会提供可靠的验证结果而忽视了其不可信所带  
［11］  
．Zhu  
内容泄露给第三方验证者  
等人 考虑多个云  
． ，  
来的问题 这是由于在实际的开放云存储环境中 并  
服务提供商在协同存储和共同维护客户数据的情况  
Hash  
，
不存在绝对可靠的数据验证者 他们也会因自私或  
，
下 提出一种基于同态验证响应和  
索引层次的  
．Yang  
等人 提出了一种高效和隐  
恶意而对数据验证结果的准确性和可靠性造成危  
［12］  
PDP  
合作  
方案  
．
害 本文提出一种数据验证结果的检测算法以抵御  
，
私保护的数据审计协议 以支持在没有任何可信的  
，
来自不可信验证结果的伪造欺骗攻击 主要贡献有  
，
组织者组织的情况下 多数据所有者和多个云存储  
4
:
个方面  
1)  
［13］  
．Wang  
的数据动态操作和批量审计  
等人 使用代  
;
生成完整性验证证据来检测数据的完整性  
理重签名技术允许云服务器在个别用户撤销签名时  

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