[發明專利]云存儲中借助第三方完成的數據完整性驗證方法

有效

• 申請號: 201710177569.9
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106790303B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王保倉;張云鵬;胡予璞;龐婷;盧柯
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種云存儲中借助第三方完成的數據完整性驗證方法，包括以下具體步驟：

(1)將待上傳到云服務器的文件進行分塊：

用戶將待上傳到云存儲中的云服務器里進行完整性驗證的數據均等分塊生成長度為l的多個數據塊，當最后一個數據塊長度小于l時，對最后一個數據塊末尾補0，使最后一個數據塊長度為l；

(2)對數據塊進行加密并傳給第三方：

(2a)按照下式，生成一個乘法循環群：

{gⁱ}_0≤i≤p-1→G₁

其中，gⁱ表示乘法循環群中的第i個元素，i的取值范圍為0到p-1，{}表示乘法循環群的集合符號，p表示乘法循環群的階，→表示生成操作，G₁表示乘法循環群；

(2b)從乘法循環群G₁的元素中，隨機選擇一個元素，作為高級加密標準AES算法的加密密鑰ssk；

(2c)按照下式，用戶計算每一個數據塊的密文塊：

m_j＝E_ssk(F(j))

其中，m_j表示第j個數據塊對應的密文塊，E_ssk(·)表示加密密鑰為ssk的高級加密標準AES算法，F(j)表示第j個數據塊，j表示每一個數據塊對應的標號，1≤j≤n，n表示數據塊的總數；

(2d)將所有的密文塊集合后生成密文塊集合發送給第三方；

(3)生成密文塊的標簽并傳給云服務器：

(3a)按照下式，第三方計算每一個密文塊的主標簽：

T_t＝S_γ(m_t||ID_F||t)

其中，T_t表示第t個密文塊的主標簽，S_γ(·)表示代數簽名函數，m_t表示第t個密文塊，||表示級聯操作，ID_F表示待上傳到云服務器的數據身份認證標號，t表示密文塊的標號；

(3b)按照下式，第三方計算每個加密后的密文塊的輔助標簽：

C_t＝S_γ(ID_F||t)

其中，C_t表示第三方計算的第t個密文塊的輔助標簽，S_γ(·)表示代數簽名函數，||表示級聯符號，ID_F表示待上傳到云服務器的數據身份認證標號，t表示密文塊的標號；

(3c)將密文塊的標簽集合后生成標簽集合，連同密文塊集合傳送給云服務器；

(4)生成挑戰信息并發送給云服務器：

(4a)第三方從整數集合[1,q]中，隨機選擇一個含有c個元素的子集，其中，q表示上傳到云服務器的密文塊的總數；

(4b)第三方將含有c個元素的子集作為挑戰信息發送給云服務器；

(5)生成響應信息并返回給第三方：

(5a)按照下式，云服務器計算含有c個元素的子集對應的密文塊的響應值：

其中，σ表示含有c個元素的子集對應的密文塊的響應值，c表示所選擇的子集的元素總數，∑表示求和操作，k表示含有c個元素的子集中第k個元素對應的標號，表示含有c個元素的子集中的第k個元素r_k對應的密文塊，·表示相乘操作，r_k表示含有c個元素的子集中的第k個元素；

(5b)按照下式，云服務計算含有c個元素的子集對應的密文塊標簽的響應值：

μ＝(g^β)^y

其中，μ表示含有c個元素的子集對應的密文塊的標簽響應值，g^β表示第三方利用從乘法循環群G₁中隨機選取的私鑰β生成的公鑰，y表示含有c個元素的子集對應的密文塊標簽的臨時響應值；

(5c)云服務器將密文塊的響應值集合、密文塊的標簽響應值集合作為響應信息返回給第三方；

(6)第三方計算映射：

(6a)按照下式，第三方計算挑戰信息的映射結果:

Λ＝e(μ,g^α)

其中，Λ表示挑戰信息的映射結果，e(·)表示乘法循環群G₁上的雙線性映射操作，g^α表示用戶利用從乘法循環群G₁中隨機選取的私鑰α生成的公鑰；

(6b)按照下式，第三方計算響應信息的映射結果:

其中，Υ表示響應信息的映射結果，表示第三方利用含有c個元素的子集對應的密文塊的響應值生成的響應信息，g^αβ表示第三方利用用戶的公鑰g^α和自己從乘法循環群G₁中隨機選取的私鑰β生成的共享密鑰；

(7)判斷挑戰信息映射結果是否等于響應信息映射結果，若是，則執行步驟(8)，否則，執行步驟(9)；

(8)確定第三方驗證云服務器中的數據未被破壞，數據是完整的；

(9)確定第三方驗證云服務器中的數據被破壞，數據是不完整的。