[發(fā)明專利]基于身份的云存儲中數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810243552.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108540291B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧珂;王保倉;詹宇;劉鶴群;高梓淵;柴延廷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08;H04L9/06;H04L9/30
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于身份的云存儲中數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證方法，其特征在于，是通過用戶、云存儲和可信第三方實(shí)現(xiàn)的，包括如下步驟：

(1)用戶設(shè)定驗(yàn)證系統(tǒng)參數(shù)，并獲取驗(yàn)證系統(tǒng)的主密鑰msk：

(1a)用戶設(shè)定驗(yàn)證系統(tǒng)參數(shù)：

用戶設(shè)定驗(yàn)證系統(tǒng)有限域F_p上的橢圓曲線為E_p(a,b)，橢圓曲線E_p(a,b)的基點(diǎn)為G，其中，a和b表示橢圓曲線的系數(shù)，p表示有限域F_p所包含的元素?cái)?shù)，且為奇素?cái)?shù)，q表示基點(diǎn)G的奇素?cái)?shù)階；

(1b)用戶獲取驗(yàn)證系統(tǒng)的主密鑰msk：

用戶根據(jù)q產(chǎn)生整數(shù)集A，A＝[1,q-1]，并從A隨機(jī)選擇一個(gè)整數(shù)作為驗(yàn)證系統(tǒng)的主密鑰msk；

(2)用戶獲取自己的私鑰sk和公鑰pk：

(2a)用戶從整數(shù)集A中隨機(jī)選取整數(shù)r，同時(shí)根據(jù)基點(diǎn)G的奇素?cái)?shù)階q建立哈希函數(shù)H₁(·)；

(2b)用戶計(jì)算自己的私鑰sk和公鑰pk：

用戶通過系統(tǒng)的主密鑰msk、整數(shù)r、哈希函數(shù)H₁(·)和用戶自己的身份標(biāo)識ID，計(jì)算自己的私鑰sk，并通過sk和基點(diǎn)G，計(jì)算自己的公鑰pk；

(3)用戶計(jì)算待上傳數(shù)據(jù)F的標(biāo)簽密鑰tsk和待驗(yàn)證數(shù)據(jù)M的驗(yàn)證密鑰tpk：

用戶通過哈希函數(shù)H₁(·)、自己的私鑰sk和待上傳數(shù)據(jù)F的身份標(biāo)識F_ID，計(jì)算待上傳數(shù)據(jù)F的標(biāo)簽密鑰tsk，并通過tsk和基點(diǎn)G，計(jì)算待驗(yàn)證數(shù)據(jù)M的驗(yàn)證密鑰tpk；

(4)用戶對待上傳數(shù)據(jù)F進(jìn)行分塊：

(4a)用戶設(shè)置數(shù)據(jù)塊的長度為l，并通過l對待上傳數(shù)據(jù)F進(jìn)行分塊，得到多個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊；

(4b)用戶判斷多個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊的最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的長度是否小于l，并在小于l的數(shù)據(jù)塊后補(bǔ)0，得到待上傳數(shù)據(jù)塊集合F′，F(xiàn)′＝(m₁,m₂,…m_i,…m_n)，其中，m_i表示第i個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊，n表示待上傳數(shù)據(jù)塊的總數(shù)；

(5)用戶計(jì)算每個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊m_i對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽σ_i：

用戶通過哈希函數(shù)H₁(·)、自己的私鑰sk和待上傳數(shù)據(jù)F的標(biāo)簽密鑰tsk，計(jì)算每個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊m_i對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽σ_i；

(6)用戶向云存儲發(fā)送每個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊m_i及m_i對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽σ_i，同時(shí)向可信第三方發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)塊m_i對應(yīng)的版本號v_i和時(shí)間戳t_i：

用戶將每個(gè)待上傳數(shù)據(jù)塊m_i及m_i對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽σ_i發(fā)送至云存儲中，同時(shí)將每個(gè)數(shù)據(jù)塊m_i對應(yīng)的版本號v_i和時(shí)間戳t_i發(fā)送給可信第三方；

(7)可信第三方向云存儲發(fā)起數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證挑戰(zhàn)：

(7a)可信第三方根據(jù)每個(gè)待驗(yàn)證數(shù)據(jù)塊m_i對應(yīng)的版本號v_i和時(shí)間戳t_i，確定待驗(yàn)證數(shù)據(jù)塊的總數(shù)n；

(7b)可信第三方從n個(gè)待驗(yàn)證數(shù)據(jù)塊中隨機(jī)選取c個(gè)數(shù)據(jù)塊作為挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊，并將c個(gè)挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊的序號值組成序號值集合S，再將S作為挑戰(zhàn)信息chal發(fā)送至云存儲，其中，S＝{s₁,s₂,…s_c}，1≤c≤n；

(8)云存儲計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊證明P_m和挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的標(biāo)簽證明P_t并發(fā)送：

(8a)云存儲計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊證明P_m和挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的標(biāo)簽證明P_t：

云存儲通過挑戰(zhàn)信息chal和用戶自己的公鑰pk，計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊證明P_m，同時(shí)通過挑戰(zhàn)信息chal，計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的標(biāo)簽證明P_t；

(8b)云存儲向可信第三方發(fā)送挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)證明P_m和挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的標(biāo)簽證明P_t；

(9)可信第三方對云存儲中的數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行驗(yàn)證，并發(fā)送驗(yàn)證結(jié)果：

(9a)可信第三方計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊m_j對應(yīng)的版本號v_j和時(shí)間戳t_j的哈希值之和H：

可信第三方通過挑戰(zhàn)信息chal和哈希函數(shù)H₁(·)，計(jì)算挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)塊m_j對應(yīng)的版本號和時(shí)間戳的哈希值之和H，并通過判斷P_m+tpk·H＝P_t是否成立，對云存儲中的數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行驗(yàn)證，若是，則云存儲中的數(shù)據(jù)為完整數(shù)據(jù)，否則，云存儲中的數(shù)據(jù)為不完整數(shù)據(jù)；

(9b)可信第三方發(fā)送驗(yàn)證結(jié)果：

可信第三方將云存儲中的數(shù)據(jù)為完整數(shù)據(jù)或不完整數(shù)據(jù)的判斷結(jié)果發(fā)送給用戶。