[發明專利]一種分布式云存儲數據完整性保護方法

有效

• 申請號: 201210159546.2
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102710757A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 毛劍;徐先棟;劉建偉;張晏;李坤;修春娣
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種分布式云存儲數據完整性保護方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

階段1：初始化：包括第(1)~(3)步，,數據塊F的擁有者執行數據分割和編碼{F→M}操作，同態標簽HVTs的生成{(sk,F)→HVTs}操作，然后將編碼數據M和同態標簽HVTs外包到云端服務器進行存儲和管理，用戶需嚴格保證私鑰的安全；

步驟1：數據分割與編碼{F→M}:User首先對以文件形式存在的原始數據F進行預處理，生成存儲數據M；F被分割成m個等大小的數據塊{F₁,F₂,…,F_m}，每一個數據塊進一步被分割成l部分接著對其進行編碼處理，方案中采用Goppa碼編碼方案對原始數據F進行編碼處理，生成編碼數據M，最后用戶User外包編碼數據M至云端CSP進行存儲和管理；

步驟2：同態標簽HVTs的生成{(sk,F)→HVTs}:對于每一個數據塊基于同態加密算法，根據設定的安全參數為其計算同態標簽，所生成的同態標簽具有加法同態的性質；

步驟3：數據的遠程存儲{(M(j),HVT)→Sj}:用戶將同態標簽和數據塊M^(j)一起存入第j個服務器，類似地，其它數據庫則存儲至其它的n個服務器中，用戶則自己存儲私鑰和一些隨機數；

階段2：挑戰-響應：包括第(4)~(6)步，用戶生成挑戰，指定其要檢測的隨機數據塊，根據用戶挑戰，云服務器通過執行生成證據GenProof{(chal,HVTs,M)→R}操作作出響應，最后用戶通過執行驗證{(R,sk)→(success,failure)}操作，作出最后的數據檢測結果判斷；

步驟4：用戶發起挑戰{chal}：當用戶想要驗證服務器S_j是否正確持有數據的時，用戶向其發出挑戰：用戶生成一個挑戰chal，發送給服務器S_j；

步驟5：服務器作出響應：生成證據GenProof{(chal,HVTs,M)→R}:當服務器收到挑戰chal時，存儲數據塊M^(j)的服務器需要產生一個證據R=(T,ρ)，之后，服務器將R返回給用戶；

步驟6：驗證{(R,sk)→(success,failure)}：當用戶收到服務器返回的R時，利用自己的私鑰sk進行運算，從而對其服務器存儲的數據狀態進行判斷，結果為“success”或者“failure”；

階段3：交互操作：包括第(7)步，如果驗證{(R,sk)→(success,failure)}操作的輸出結果為“failure”，用戶則要求CSP進行數據恢復操作，這可能會需要雙方之間的交互；普通情況下，用戶將數據M下載下來，然后執行修復{(M^*，P)→F}即恢復出原數據；

步驟7：數據修復{(M^*,P)→F}:如果檢測到數據損壞，就確定存儲該數據塊的服務器S_j出現的存儲錯誤，這時利用預處理時采用的糾錯碼進行數據恢復，對損壞數據M^*和P進行譯碼即恢復出原數據F。