[發明專利]一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法及系統

在審

• 申請號: 201710401812.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107154945A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 龍軍;朱寧斌;羅躍逸
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/06;H03M13/37;G06F21/62;H04L29/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，包括多云數據中心的數據存儲步驟和多云數據中心的數據讀取步驟，

所述的多云數據中心的數據存儲步驟，包括數據碎片化步驟、數據分發步驟和數據條帶存儲步驟：

1)、數據碎片化：

對用戶上傳數據通過密鑰進行加密，生成加密數據，然后將加密數據進行編碼后生成多個文件塊，并生成記錄包括密鑰在內的文件塊信息的元數據文件；

2)、數據分發：

根據各個云數據中心的響應時間按照從小到大進行排序，將步驟1)中生成的文件塊依次分發到排序后的各個云數據中心；

3)、數據條帶存儲：

每個云數據中心提供邏輯上連續的地址空間，同一個加密數據存儲在不同云數據中心上的文件塊形成一個條帶組；

所述的多云數據中心的數據讀取步驟，包括元數據文件讀取步驟、數據碎片化讀取步驟和數據還原步驟；

①、元數據文件讀取：

從元數據服務器中讀取元數據文件，以獲取數據的n個文件塊信息；

②、數據碎片化讀取：

根據文件塊信息查找存儲了相應文件塊的云數據中心，并下載文件塊；

③、數據還原：

通過密鑰解密數據，得到原始數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據碎片化步驟的具體步驟包括：

首先，使用密鑰為Key的對稱加密算法對數據Data進行加密，生成加密數據Data′；

其次，采用糾刪碼算法編碼加密數據Data′，生成n個文件塊，其中包括k個數據塊和m個編碼塊，且n＝k+m；

同時，產生一份Data′的元數據文件，元數據文件存儲在元數據服務器中。元數據文件包括數據Data名稱、大小，數據塊個數k、編碼塊個數m、糾刪碼算法名稱，密鑰Key。

3.根據權利要求1所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據碎片化步驟中，還包括采用散列算法對用戶上傳數據Data進行哈希值運算，將得到的哈希值作為對稱加密算法密鑰Key的步驟。

4.根據權利要求1所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據分發步驟的具體步驟包括：

云數據中心的數量為c個，c取自然數，按照響應時間大小，將云數據中心排序為{C₁,C₂,...,C_c}的集合C，將n個文件塊分發存儲到S個云數據中心，其中S∈C；

若n＞c，則按照云數據中心排序的順序依次分發存儲文件塊；

若1≤n≤c，則選取前n個云數據中心分發存儲文件塊。

5.根據權利要求1所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據分發步驟中，響應時間θ＝T_e-T_b，其中T_e為相應的云數據中心開始接收第一個數據字節的時間，T_b為系統開始向相應的云數據中心發送請求時間。

6.根據權利要求1所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據碎片化讀取步驟中，在下載文件塊時，還包括當某個云數據中心上的文件塊下載失敗時，則根據從其他云數據中心下載的存活文件塊進行解碼計算，從而恢復該數據。

7.根據權利要求3所述的一種基于糾刪碼的多云碎片化安全存儲方法，其特征在于，所述的數據還原步驟中，還包括采用散列算法對解密后數據進行哈希值運算，再與原始哈希值進行比較的步驟，若哈希值相等，則讀取的數據為原始數據，否則判定為讀取數據失敗。