[發明專利]一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法

有效

• 申請號: 202011094017.X
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112231766B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 郭陽明;劉明明;姚紅靜;劉尊;王曉東;李庚;高建軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西安蒙頓信息科技有限公司;西北工業大學深圳研究院
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;G06F21/60
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：場景包括天基信息港和無人機或衛星終端，無人機或衛星終端又分為生產者和消費者，生產者為原始衛星/無人機，消費者為后續衛星/無人機，生產者分塊加密同步文件到天基信息港，生產者在文件同步之后，刪除本地文件，僅保留一個文件的使用憑證；

步驟2：生產者將文件的索引信息發布到天基信息港上，索引信息包含文件的可公開的描述信息和發布這個文件的衛星/無人機的標識；

步驟3：消費者根據描述信息找到消費者想要的文件，根據衛星/無人機的標識向發布這個文件的生產者請求使用文件；

步驟4：生產者分發文件使用憑證到消費者，擁有此憑證的衛星/無人機即可使用此文件，天基信息港僅存儲文件，無權使用文件；

步驟5：收到文件使用憑證的消費者在下載文件之前，先進入證明存儲階段，向天基信息港驗證文件的完整性；

步驟6：消費者驗證文件完整存儲后從天基信息港下載使用該文件；

步驟7：對于處理后的文件，進入動態更新階段，僅更新文件修改部分；在上傳更新之前先要進入證明存儲階段驗證天基信息港原版本文件的完整性；

步驟8：驗證完整性之后才向天基信息港發送更新；

步驟9：文件上傳、下載、存儲和更新都是密文形式，只有擁有文件使用憑證才能解密；

還提供一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法的信息安全存儲機制，具體步驟為：

(1)建立一種二叉樹結構的新型面向動態存儲證明的認證結構，即同態認證樹(HAT，homomorphic?authenticated?tree)；同態認證樹的每個葉節點對應一個數據塊，數據塊的數量n等于完整的二叉樹中的葉子節點的數量；

HAT中的每個節點都為一個四元組ν_i＝(i,l_i,v_i,t_i)i，是節點的唯一索引；根節點的索引是1，索引從上到下、從左到右增加，l_i表示從第i個節點到達的葉節點的數量，v_i是第i個節點的版本號，t_i代表第i個節點的標簽；

(2)無人機/衛星終端隨機選擇分塊索引發送給天基信息港，同時，無人機/衛星終端采用路徑搜索和兄弟搜索獲取數據塊和驗證數據塊用到的認證結構信息；

(3)天基信息港向無人機/衛星終端返回存儲的數據塊和認證結構信息，無人機/衛星終端將采用兩種搜素方法獲得的數據塊和認證結構信息對比驗證，如果數據塊是完整的，則有概率認為文件是如實存儲的。

2.根據權利要求1所述的一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法，其特征在于：

所述步驟4中，為保護文件使用憑證的安全性，使用SCPS-SP協議分發憑證，SCPS-SP協議為空間網絡數據傳輸提供了端對端的保護。

3.根據權利要求1所述的一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法，其特征在于：所述路徑搜索的步驟為：

定義路徑搜素ρ_ι←Path(T,ι)，即以文件的HAT標記T和塊索引ι為輸入，輸出從根節點到該文件第ι個塊對應的葉子節點的路徑中的節點的索引集合，T中的第_i個節點的唯一索引表示為一個四元組ν_i＝(i,l_i,v_i,t_i)i；

為每個合法塊索引ι初始化兩個輔助變量，其中i_ι定義其根是T中第i_ι個節點的子樹，ord_ι指示該子樹中相應葉子節點的位置，支持多路徑搜索的過程如下：

a.初始化路徑ρ和狀態st；

b.對于T的每個級別，通過廣度優先搜索循環計算每個塊索引ι在ρ中的節點。

4.根據權利要求1所述的一種基于新型認證結構的動態存儲證明方法，其特征在于：所述兄弟搜索的步驟為：

定義兄弟搜素ψ←Sibling(ρ)，將路徑ρ作為輸入，輸出路徑ρ中所有節點的兄弟節點的索引集，即輸出其余兄弟中最左邊的節點集合，兄弟搜索的過程如下：

a.初始化兄弟集合ψ和輔助集合

b.確定ρ中節點的多少個“孩子”出現在ρ行；

(a)若為2個，將2個“孩子”從ρ中移除，并將右側的“孩子”插入

(b)若為1個，則從ρ刪除這個“孩子”，并將其插入兄弟集合ψ。