[發(fā)明專利]一種云存儲服務(wù)中多副本數(shù)據(jù)的公開審計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810015840.3
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108229208B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田暉;陳文琪;盧璥;陳永紅;王田;蔡奕僑
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種云存儲服務(wù)中多副本數(shù)據(jù)的公開審計方法，其特征在于，包括：

(1)密鑰生成步驟：用戶生成密鑰對，即私鑰SK＝{x}，公鑰PK＝{g，u，v，y}；用戶保存私鑰SK，并將公鑰PK發(fā)布給云服務(wù)方和第三方審計者；其中x為整數(shù)集合Z_p中的隨機(jī)數(shù)，u，v為階是素數(shù)p的循環(huán)群G₁中的隨機(jī)元素，g為階是素數(shù)p的循環(huán)群G₂的生成元，且y＝g^x；

(2)用戶數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟：用戶首先為待處理的文件F生成文件標(biāo)識ID；并將文件F劃分為n個數(shù)據(jù)塊，即F＝{b₁，b₂，···，b_n}，其中b_i(i＝1,2,...,n)為第i個數(shù)據(jù)塊；同時記錄各數(shù)據(jù)塊的版本信息，得到集合Ф＝{(v_i，t_i)|1≤i≤n}，其中，v_i，t_i分別為數(shù)據(jù)塊b_i的版本號和時間戳；此外，用戶還為每個數(shù)據(jù)塊b_i生成相應(yīng)的數(shù)字簽名σ_i，從而得到數(shù)字簽名集合Λ＝{σ_i|1≤i≤n}；隨后，對各數(shù)據(jù)塊通過插入不同的隨機(jī)掩碼生成t個不同的副本文件，記多副本集合為FS＝{F’₁,F’₂,…,F’_t}，其中F’_j(j＝1，2，...，t)為第j個副本文件；最后，用戶把文件標(biāo)識ID和版本信息Ф交由第三方審計者保存，將文件標(biāo)識ID、數(shù)據(jù)塊簽名集合Λ和多副本集合FS發(fā)送給云服務(wù)方，之后刪除私鑰之外的所有數(shù)據(jù)；

(3)云服務(wù)方數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟：云服務(wù)方接收到用戶發(fā)送過來的多副本集合FS、數(shù)據(jù)塊簽名集合Λ和文件標(biāo)識ID后，首先對各數(shù)據(jù)塊簽名σ_i進(jìn)行雙線性配對計算得到數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽ω_i，即ω_i＝e(σ_i,g)，并將標(biāo)簽集合Ω＝{ω_i|1≤i≤n}保存，同時將各副本存放于不同的服務(wù)器；

(4)第三方審計者數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟：第三方審計者將用戶發(fā)送來的文件標(biāo)識ID和版本信息Ф＝{(v_i，t_i)|1≤i≤n}存放在動態(tài)哈希表中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)新鮮度的可審計；

(5)挑戰(zhàn)步驟：第三方審計者響應(yīng)用戶審計請求或定期地代表用戶對其數(shù)據(jù)進(jìn)行審計，為此需首先生成挑戰(zhàn)信息，包括隨機(jī)選擇的數(shù)據(jù)塊序號集合Ψ＝{ψ_s|s＝1,2,…,c},隨機(jī)數(shù)集合Τ＝{r_s|r_s∈Z_p,s＝1,2,…,c}，以及隨機(jī)掩碼R＝y(tǒng)^a，其中，c為各副本文件中需挑戰(zhàn)的數(shù)據(jù)塊數(shù)目，a為整數(shù)集合Z_p中隨機(jī)數(shù)；隨后，第三方審計者將挑戰(zhàn)信息(Ψ，Τ，R)發(fā)送給云服務(wù)方；

(6)證據(jù)生成步驟：云服務(wù)方收到第三方審計者的挑戰(zhàn)信息后，須生成數(shù)據(jù)持有性證據(jù)，包括標(biāo)簽證據(jù)Θ和數(shù)據(jù)塊證據(jù)集合Ρ＝{ρ_j|1≤j≤t}，其中ρ_j為第j個副本文件的數(shù)據(jù)塊證據(jù)；隨后將證據(jù)信息(Θ，Ρ)返回給第三方審計者；

(7)證據(jù)驗(yàn)證步驟：第三方審計者對云服務(wù)方返回的證據(jù)信息(Θ，Ρ)進(jìn)行驗(yàn)證；若驗(yàn)證成功，則說明多副本文件是完整的；否則，說明某些多副本文件中的數(shù)據(jù)已被損壞；

(8)數(shù)據(jù)動態(tài)更新步驟：當(dāng)需對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新時，用戶需向第三方審計者發(fā)送更新信息U_TPA，向云服務(wù)方送更新信息U_CSP；在收到更新信息后，第三方審計者將隨之更新動態(tài)哈希表，云服務(wù)方將更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊和標(biāo)簽；

(9)批量審計步驟：當(dāng)有w個不同用戶同時發(fā)起審計請求時，云服務(wù)方為每個用戶分別生成標(biāo)簽證據(jù)Θ_k和數(shù)據(jù)塊證據(jù)集合Ρ_k＝{ρ_k,j|1≤j≤t}，其中k＝1,2,...,w；接著，將所有的標(biāo)簽證據(jù)進(jìn)行再次聚合得到標(biāo)簽批量審計證據(jù)Θ_B，將各用戶不同副本文件的數(shù)據(jù)塊證據(jù)進(jìn)行再次聚合得到數(shù)據(jù)塊批量審計證據(jù)集合隨后，云服務(wù)方將批量審計證據(jù)(Θ_B，Г)發(fā)送給三方審計者；第三方審計者對批量審計證據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；若驗(yàn)證成功，則說明所有用戶的多副本文件都是完整的；否則，說明某些多副本文件中的數(shù)據(jù)已被損壞。