[發(fā)明專利]一種異步網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多用戶ORAM訪問系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911029233.3
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110830561B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾令仿;桑大鄒;程穩(wěn);李春艷;熊美珍;王芳;馮丹
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L9/08;G06F21/62;G06F21/60;G06F12/14;G06F12/0802
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種異步網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多用戶ORAM訪問系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

服務(wù)器端，包括l個互不通信、相互獨立的服務(wù)器，每個服務(wù)器以完全二叉樹形式存儲數(shù)據(jù)、與代理服務(wù)器通信并傳遞數(shù)據(jù)；

多個客戶端，每個客戶端用于請求數(shù)據(jù)；

可信代理服務(wù)器，用于處理多個客戶端對服務(wù)器端的并發(fā)訪問，并在檢索到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)塊無驅(qū)逐地寫回到l個服務(wù)器，所述可信代理服務(wù)器包括：

序列器，用于按序保存客戶端訪問請求、按序給請求處理模塊發(fā)送訪問請求、按序給客戶端返回訪問結(jié)果；

請求處理模塊，用于依據(jù)序列器傳遞的訪問請求，采用Shamir秘密共享算法，對服務(wù)器端進(jìn)行真實的數(shù)據(jù)訪問，并將服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)傳遞給序列器；

所述可信代理服務(wù)器通過以下方式將數(shù)據(jù)塊無驅(qū)逐地寫回到l個服務(wù)器：

①可信代理服務(wù)器給要寫回的數(shù)據(jù)塊id重新隨機(jī)分配一個新的路徑pl′；

②如果路徑pl′在路徑池中，若是，進(jìn)入步驟③，否則，回到步驟①；

③隨機(jī)選擇路徑上的一個桶做目標(biāo)數(shù)據(jù)塊的寫回桶；

④如果寫回桶的真數(shù)據(jù)區(qū)已滿，轉(zhuǎn)到步驟⑤，否則轉(zhuǎn)到步驟⑥；

⑤如果該路徑全部遍歷完，轉(zhuǎn)到步驟①，否則轉(zhuǎn)到步驟③；

⑥將選中的路徑pl′作為分配路徑，在該寫回桶中隨機(jī)選擇一個數(shù)據(jù)塊位置pidx′，更新該數(shù)據(jù)塊的地址映射表信息(id，＜pl′，pidx′＞)；

⑦釋放數(shù)據(jù)塊的原對應(yīng)地址映射表信息＜pl，pidx＞，并將原路徑pl中位置pidx的數(shù)據(jù)塊與它存在桶的隨機(jī)一個假數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)塊調(diào)換；

⑧在分配路徑的其他桶中隨機(jī)選擇能寫入位置，與寫回桶中寫入位置一起構(gòu)成寫回向量，寫入對應(yīng)位置置1，其余位置置0，將寫回向量同時傳給l個服務(wù)器；

⑨對寫回的目標(biāo)數(shù)據(jù)塊通過Shamir秘密共享的SSS創(chuàng)建算法進(jìn)行計算，得到該目標(biāo)數(shù)據(jù)塊的l個共享值，分發(fā)給對應(yīng)服務(wù)器；

⑩服務(wù)器將得到的數(shù)據(jù)塊的共享值寫入寫回向量對應(yīng)的路徑中的對應(yīng)位置。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，SORAM的服務(wù)端的高H的完全二叉樹T中，每個節(jié)點桶存放Z個數(shù)據(jù)塊，包括：r個真實數(shù)據(jù)塊和(Z-r)個虛擬數(shù)據(jù)塊，每個樹T能存放N≤r·(2^H-1)個真實數(shù)據(jù)塊，將T中的數(shù)據(jù)塊按照從上到下、從左到右的順序進(jìn)行索引，樹中塊的索引T[i，j]表示數(shù)據(jù)塊是T中第i個桶中的第j個塊，1≤i≤2^H-1，1≤j≤Z，每個塊劃分為M個chunks。

3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，可信代理服務(wù)器中存放數(shù)據(jù)塊位置映射表，用于記錄數(shù)據(jù)塊索引和維護(hù)真假數(shù)據(jù)區(qū)；數(shù)據(jù)塊按(id，＜pl，pidx＞)的形式存放，表示索引為id的塊所在路徑為pl，索引為id的塊在樹T中的位置索引為pidx，地址映射表中數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的路徑pl為數(shù)據(jù)塊被分配的葉子結(jié)點到根節(jié)點形成的路徑，塊數(shù)據(jù)在樹T中的位置索引pidx為從根節(jié)點開始到葉子結(jié)點為止，數(shù)據(jù)塊所在桶節(jié)點的塊位置，其中，1≤id≤N，2^H-1≤pl≤2^H-1，1≤pidx≤Z·(2^H-1)。

4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，T[i，j]與pidx的關(guān)系如下：

pidx＝(i-1)*Z+j。