[發明專利]基于IDA的云端數據完整性驗證及恢復方法

有效

• 申請號: 201611128811.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106650503B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 付安民;李雨含;李帥
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;G06F21/60;H04L29/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

1.一種基于IDA的云端數據完整性驗證及恢復方法，該方法云存儲數據模型涉及到的實體包括：用戶(Users)，云存儲服務器(Cloud Storage Servers)和第三方審計者TPA(theThird Party Auditor)；

其特征在于步驟如下：

(1)用戶初始化：

用戶設置系統的公開參數為{G,G_T,q,g,e,H₁,H₂,spk,x₁,x₂,…,x_n}，私有參數為{ssk,υ,K_enc}，其中，G、G_T是乘法循環群，階數均為q，g是G的生成元；雙線性對映射e滿足：e:G×G→G_T；單向哈希函數H₁、H₂滿足：H₁:T→Z,H₂:Z→G,其中T∈{(i,k)|1≤i≤n,1≤k≤N/m}，Z是整數集；spk/ssk是用于計算簽名的公/私鑰對；隨機選取x₁,x₂,…,x_n←Z_p，是從Z_p隨機選取的n個隨機元素，υ，K_enc←Z_p，是從Z_p隨機選取的兩個隨機元素；

(2)存儲塊生成：

用戶選取n個m維的系數向量{a₁，…,a_i，…,a_n}；對原始文件F＝{b₁,b₂,…,b_N}進行分塊得到F＝{(b₁,…,b_m),(b_m+1,…,b_2m),…,(…,b_N)}，將系數向量和分塊文件進行矩陣乘法，得到待存儲文件F^*＝F_i^*＝{c_i1,c_i2,…,c_iN/m}(1≤i≤n)；

(3)加密向量：

使用密鑰K_enc分別對n個系數向量進行加密，得到加密向量其中，1≤i≤n，Enc是對稱加密算法；

(4)標簽生成：

用戶隨機選取文件名name←Z_p，為文件計算文件標簽t，再分別為文件塊c_ik和向量a_i計算相應的完整性驗證標簽σ_ik和ω_i，得到完整性標簽集合Ψ_i，最后將{t,F_i^*,ε_i,Ψ_i,ω_i}(1≤i≤n)上傳到第i個服務器上；其中，1≤i≤n，1≤k≤N/m，t＝(name||n||x₁||…||x_n)||Sig_ssk(name||n||x₁||…||x_n)，Sig是數字簽名算法，ω_i＝H₂(i)·ε_i^υ，Ψ_i＝{σ_i1,…,σ_ik,…,σ_i(N/m)}；

(5)審計挑戰：

當用戶需要驗證云端數據的完整性時，向第三方審計者發送審計請求，第三方審計者生成序號集合I和挑戰集Q＝{(k,v_k)}_1≤k≤N/m，并將該挑戰集發送給集合I中的服務器；其中，I為[1,n]的子集，有l(l>m)個元素；隨機數v_k←Z_p；

(6)應答挑戰：

云服務器收到挑戰集后，生成應答消息R＝{t,μ_i,σ_i,ε_i,ω_i}，并將該消息返回給第三方審計者；其中， ；

(7)驗證應答：

第三方審計者收到應答消息后驗證數據的完整性并得出結論，再將結果返回給用戶；

(8)恢復原始數據：

當第三方審計者通知用戶存在被破壞的數據塊時，用戶發起恢復請求；第三方審計者重新審計t個健康服務器并返回其存儲數據給用戶，只要t≥m時就可以實現完全恢復；用戶計算得到被破壞塊的原始數據。