一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其具體實現(xiàn)過程為：數(shù)據(jù)所有者將數(shù)據(jù)分塊并數(shù)據(jù)簽名，得到數(shù)據(jù)完整性元數(shù)據(jù)并保存到可信第三方中；可信第三方通過挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議與云服務(wù)器通信驗證數(shù)據(jù)完整性。本發(fā)明的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，保證用戶在不訪問原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，驗證存儲在云服務(wù)器中數(shù)據(jù)的完整性，同時保證數(shù)據(jù)持有者用于數(shù)據(jù)完整性的信息不被泄露；在云服務(wù)提供商不可信的情況下，也能保證云數(shù)據(jù)完整性驗證的準(zhǔn)確性，實用性強(qiáng)。
【專利說明】一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種實用性強(qiáng)、基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法。

【背景技術(shù)】
[0002]云計算可以實現(xiàn)任意地點(diǎn)、任意時間、任意數(shù)據(jù)訪問及保障法律遵從的需求等，為存儲需求不可預(yù)測、需要廉價存儲的用戶帶來了更多的方便和效益。通過按需購買云服務(wù)不僅可以減少用戶本地的存儲和維護(hù)壓力，在為用戶節(jié)省投資的同時也節(jié)約了社會資源與能源。但是，云計算的安全性、可靠性及服務(wù)水平等還存在眾多問題亟待解決。由于用戶失去了對數(shù)據(jù)可靠性和安全性的物理控制，云計算中的數(shù)據(jù)完整性就成為用戶擔(dān)心的安全問題之一。由于大規(guī)模數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的巨大通信代價，用戶不可能將數(shù)據(jù)下載到本地后再驗證其完整性。因此，如何保障云服務(wù)器中數(shù)據(jù)的安全，如何幫助用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性驗證就成為一個研究熱點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的數(shù)據(jù)完整性驗證方案有:可證明數(shù)據(jù)持有PDP方案、可證明數(shù)據(jù)恢復(fù)POR方案等。PDP方案可檢測到存儲數(shù)據(jù)是否完整，但無法確保數(shù)據(jù)可恢復(fù)性；P0R方案保證了存儲數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性?，F(xiàn)有方案存在如下一些缺陷:大部分方案基于公鑰密碼技術(shù)，通常需要進(jìn)行大量的模冪運(yùn)算，所以計算開銷很大，特別是數(shù)據(jù)量大的時候效率不高；沒有考慮數(shù)據(jù)更新問題，只能用于靜態(tài)數(shù)據(jù)的歸檔存儲，不能支持?jǐn)?shù)據(jù)的動態(tài)操作；沒有考慮數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，雖然可以高置信地檢測到數(shù)據(jù)的損壞，但是卻不能正確恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)，因此實用性不強(qiáng)。
[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提現(xiàn)出一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，該方法中數(shù)據(jù)所有者將數(shù)據(jù)分塊并數(shù)據(jù)簽名，得到數(shù)據(jù)完整性元數(shù)據(jù)并保存到可信第三方中；可信第三方通過挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議與云服務(wù)器通信驗證數(shù)據(jù)完整性，從而保證云數(shù)據(jù)完整性驗證的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足之處，提供一種實用性強(qiáng)、基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法。
[0006]一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，該方法的實施通過云服務(wù)器、數(shù)據(jù)所有者和可信第三方完成，其中云服務(wù)器:根據(jù)SLA協(xié)議，存儲數(shù)據(jù)所有者托管的數(shù)據(jù)，響應(yīng)可信第三方的挑戰(zhàn)應(yīng)答請求；
數(shù)據(jù)所有者:數(shù)據(jù)的擁有者，選擇云服務(wù)商，將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)商的云服務(wù)器中存儲，向可信第三方提出云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，并接收完整性驗證結(jié)果；
可信第三方:獨(dú)立于數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)商，并且為兩者都信任的第三方，保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)，利用挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議提供數(shù)據(jù)完整性驗證服務(wù)，將驗證結(jié)果返回給數(shù)據(jù)所有者；
云數(shù)據(jù)完整性驗證過程以下三個步驟:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)完整性驗證，其中:
一、數(shù)據(jù)預(yù)處理:
1)數(shù)據(jù)所有者構(gòu)造該端的完整性元數(shù)據(jù)，傳送給可信第三方；同時將數(shù)據(jù)通過安全通道上傳給云服務(wù)器；
2)可信第三方接收到數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)后，使用數(shù)據(jù)所有者公鑰證書驗證完整性元數(shù)據(jù)的完整性；通過后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)；
3)云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)并發(fā)送給可信第三方；
4)可信第三方使用云服務(wù)器公鑰證書驗證云服務(wù)器發(fā)送的完整性元數(shù)據(jù)后，驗證該完整性元數(shù)據(jù)的完整性；完全匹配后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)；
二、數(shù)據(jù)存儲:云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，存儲數(shù)據(jù)所有者上傳的數(shù)據(jù)及云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)；
三、數(shù)據(jù)完整性驗證:
a)數(shù)據(jù)所有者向可信第三方發(fā)送云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，請求驗證數(shù)據(jù)的完整性或若干數(shù)據(jù)塊的完整性；可信第三方收到完整性驗證請求后向云服務(wù)器發(fā)送挑戰(zhàn)信息，并對挑戰(zhàn)信息數(shù)字簽名；
b)云服務(wù)器驗證此信息，在通過驗證后，根據(jù)存儲索引表找到該數(shù)據(jù)相對應(yīng)的服務(wù)器，從該服務(wù)器上得到該數(shù)據(jù)塊并數(shù)字簽名；
c)可信第三方在收到云服務(wù)器返回的元數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器公鑰證書進(jìn)行驗證；可信第三方向數(shù)據(jù)所有者提交數(shù)據(jù)完整性驗證結(jié)果，由數(shù)據(jù)所有者對被損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行修改維護(hù)。
[0007]所述數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)所有端完整性元數(shù)據(jù)和云服務(wù)器端完整性元數(shù)據(jù)，其中
數(shù)據(jù)所有者端完整性元數(shù)據(jù)包括:數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由數(shù)據(jù)所有者計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值；
云服務(wù)器端完整性元數(shù)據(jù):包括數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由云服務(wù)器計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值、物理存儲位置，所述物理存儲位置包括機(jī)架號、服務(wù)器編號，該物理存儲位置根據(jù)數(shù)據(jù)在云服務(wù)器的實際存儲信息來確定。
[0008]所述數(shù)據(jù)所有者構(gòu)造完整性元數(shù)據(jù)的過程為:數(shù)據(jù)所有者利用與云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法計算要存儲到云服務(wù)器數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后根據(jù)云服務(wù)器分塊策略，對數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；數(shù)據(jù)所有者對數(shù)據(jù)總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，構(gòu)造數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)。
[0009]所述云服務(wù)器構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性數(shù)據(jù)過程為:云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，利用相同的雜湊算法計算數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；云服務(wù)器對總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，完成構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)。
[0010]所述步驟4)中可信第三方驗證該完整性元數(shù)據(jù)的完整性后，與數(shù)據(jù)所有者發(fā)送的數(shù)據(jù)總體雜湊值及各數(shù)據(jù)塊雜湊值進(jìn)行比較，完全匹配后，進(jìn)行添加動作。
[0011]所述步驟c)中的驗證是指:驗證返回的數(shù)據(jù)雜湊值與存儲在本地的數(shù)據(jù)雜湊值是否一致，若一致，就證明該數(shù)據(jù)是安全的，否則是不安全的。
[0012]本發(fā)明的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
該發(fā)明的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，通過可信第三方保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)并通過挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議與云服務(wù)器通信驗證數(shù)據(jù)完整性；保證用戶在不訪問原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，驗證存儲在云服務(wù)器中數(shù)據(jù)的完整性，同時保證數(shù)據(jù)所有者用于數(shù)據(jù)完整性的信息不被泄露；在云服務(wù)商不可信的情況下，也能保證云數(shù)據(jù)完整性驗證的準(zhǔn)確性；實用性強(qiáng)，適用范圍廣泛，安全性良好，易于推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]本發(fā)明提供一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，如附圖1所示，其實現(xiàn)過程包括:
該方法的實施通過云服務(wù)器、數(shù)據(jù)所有者和可信第三方完成，其中云服務(wù)器:根據(jù)SLA協(xié)議，存儲數(shù)據(jù)所有者托管的數(shù)據(jù)，響應(yīng)可信第三方的挑戰(zhàn)應(yīng)答請求；
數(shù)據(jù)所有者:數(shù)據(jù)的擁有者，選擇云服務(wù)商，將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)商的云服務(wù)器中存儲，向可信第三方提出云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，并接收完整性驗證結(jié)果；
可信第三方:獨(dú)立于數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)商，并且為兩者都信任的第三方，保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)，利用挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議提供數(shù)據(jù)完整性驗證服務(wù)，將驗證結(jié)果返回給數(shù)據(jù)所有者；
云數(shù)據(jù)完整性驗證過程以下三個步驟:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)完整性驗證，其中:
數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)包括:
(1)數(shù)據(jù)所有者端完整性元數(shù)據(jù):包括數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由數(shù)據(jù)所有者計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值；
(2)云服務(wù)器端完整性元數(shù)據(jù):包括數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由云服務(wù)器計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值、物理存儲位置(機(jī)架號、服務(wù)器編號)。物理存儲位置根據(jù)數(shù)據(jù)在云服務(wù)器的實際存儲信息來確定。
[0016]云數(shù)據(jù)完整性驗證過程包括三個階段:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)完整性驗證。其中:
(I)數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0017](a)數(shù)據(jù)所有者利用與云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法計算要存儲到云服務(wù)器數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后根據(jù)云服務(wù)器分塊策略，對數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；數(shù)據(jù)所有者對數(shù)據(jù)總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，構(gòu)造數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)，傳送給可信第三方；同時，將數(shù)據(jù)通過安全通道上傳給云服務(wù)器；
(b)可信第三方接收到數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)后，使用數(shù)據(jù)所有者公鑰證書驗證完整性元數(shù)據(jù)的完整性。通過后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)；
(c)云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，利用相同的雜湊算法計算數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；云服務(wù)器對總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)并發(fā)送給可信第三方；
Cd)可信第三方使用云服務(wù)器公鑰證書驗證云服務(wù)器發(fā)送的完整性元數(shù)據(jù)后，與數(shù)據(jù)所有者發(fā)送的數(shù)據(jù)總體雜湊值及各數(shù)據(jù)塊雜湊值進(jìn)行比較。完全匹配后，添加對應(yīng)各數(shù)據(jù)塊的物理存儲信息到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
[0018](2)數(shù)據(jù)存儲。
[0019]云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)存儲策略，存儲數(shù)據(jù)所有者上傳的數(shù)據(jù)及云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)。
[0020](3)數(shù)據(jù)完整性驗證。
[0021](a)驗證數(shù)據(jù)完整性的工作完全交由可信第三方處理。數(shù)據(jù)所有者向可信第三方發(fā)送云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，請求驗證數(shù)據(jù)的完整性或若干數(shù)據(jù)塊的完整性。可信第三方收到完整性驗證請求后向云服務(wù)器發(fā)送挑戰(zhàn)信息，并對挑戰(zhàn)信息數(shù)字簽名；
(b)云服務(wù)器驗證此信息，在通過驗證后，根據(jù)存儲索引表找到該數(shù)據(jù)相對應(yīng)的服務(wù)器，從該服務(wù)器上得到該數(shù)據(jù)塊，利用協(xié)商的雜湊算法重新計算該數(shù)據(jù)塊的雜湊值并數(shù)字簽名；
(C)可信第三方在收到云服務(wù)器返回的元數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器公鑰證書，驗證返回的數(shù)據(jù)雜湊值與存儲在本地的數(shù)據(jù)雜湊值是否一致。若一致，就證明該數(shù)據(jù)是安全的，否則是不安全的?？尚诺谌较驍?shù)據(jù)所有者提交數(shù)據(jù)完整性驗證結(jié)果，由數(shù)據(jù)所有者對被損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行修改維護(hù)。
[0022]具體實施例:
一、數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0023]數(shù)據(jù)所有者要存儲數(shù)據(jù)文件F，首先使用和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法AasA計算數(shù)據(jù)文件F的總體雜湊值H。= hash (F);然后根據(jù)云服務(wù)器的分塊策略，對數(shù)據(jù)文件F分塊處理，將文件F分成η塊,使用雜湊算法AasA計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值Ivh2,...，hn ;對總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值進(jìn)行數(shù)字簽名，得到S。和Si (i=l,2,...,n),S0為數(shù)據(jù)文件F的簽名結(jié)果，Si為第i個數(shù)據(jù)塊的簽名結(jié)果。數(shù)據(jù)所有者構(gòu)造所有者端的完整性元數(shù)據(jù)，傳送給可信第三方；同時，將數(shù)據(jù)通過安全通道上傳給云服務(wù)器。
[0024]可信第三方接收到數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)后，使用數(shù)據(jù)所有者公鑰證書驗證完整性元數(shù)據(jù)的完整性。通過后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)。
[0025]云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)文件F后，利用相同的雜湊算法AasA計算數(shù)據(jù)文件F的總體雜湊值Hs= hash (F)，根據(jù)分塊策略對數(shù)據(jù)文F分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值Ii1,h2，...，hn，云服務(wù)器對這些雜湊值數(shù)字簽名，得到Ss和Si (i=l,2, , n), Ss為數(shù)據(jù)文件F的簽名結(jié)果，Si為第i個數(shù)據(jù)塊的簽名結(jié)果。云服務(wù)器構(gòu)造服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)并發(fā)送給可信第三方。
[0026]可信第三方使用云服務(wù)器公鑰證書驗證云服務(wù)器發(fā)送的完整性元數(shù)據(jù)后，與數(shù)據(jù)所有者發(fā)送的數(shù)據(jù)總體雜湊值及各數(shù)據(jù)塊雜湊值進(jìn)行比較。完全匹配后，添加對應(yīng)各數(shù)據(jù)塊的物理存儲信息到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
[0027]二、數(shù)據(jù)存儲。
[0028]云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)存儲策略，存儲數(shù)據(jù)所有者上傳的數(shù)據(jù)及云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)。
[0029]三、數(shù)據(jù)完整性驗證。
[0030]a)數(shù)據(jù)所有者向可信第三方發(fā)送云數(shù)據(jù)完整性驗證請求mrii>(F，i)，驗證數(shù)據(jù)所有者的數(shù)據(jù)文件F，第i數(shù)據(jù)塊的完整性。可信第三方收到完整性驗證請求后向云服務(wù)器發(fā)送挑戰(zhàn)信息，并對挑戰(zhàn)信息數(shù)字簽名。整個消息包括'TTP, F，i, sign (N)，time。其中TTP為可信第三方身份標(biāo)識，N為挑戰(zhàn)信息，并使用數(shù)字簽名算法sign進(jìn)行簽名，time是時間戳。
[0031]b)云服務(wù)器驗證此信息，在通過驗證后，根據(jù)存儲索引表找到該數(shù)據(jù)相對應(yīng)的服務(wù)器，從該服務(wù)器上得到該數(shù)據(jù)塊i，利用協(xié)商的雜湊算法重新計算該數(shù)據(jù)塊的雜湊值h =hash⑴并數(shù)字簽名。
[0032]c)可信第三方在收到云服務(wù)器返回的元數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器公鑰證書，驗證返回的數(shù)據(jù)雜湊值h與存儲在本地的數(shù)據(jù)雜湊值h是否一致。若一致，就證明該數(shù)據(jù)是安全的，否則是不安全的。可信第三方向數(shù)據(jù)所有者提交數(shù)據(jù)完整性驗證結(jié)果，由數(shù)據(jù)所有者對被損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行修改維護(hù)。
[0033]上述【具體實施方式】僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述【具體實施方式】，任何符合本發(fā)明的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法的權(quán)利要求書的且任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:該方法的實施通過云服務(wù)器、數(shù)據(jù)所有者和可信第三方完成，其中 云服務(wù)器:根據(jù)SLA協(xié)議，存儲數(shù)據(jù)所有者托管的數(shù)據(jù)，響應(yīng)可信第三方的挑戰(zhàn)應(yīng)答請求； 數(shù)據(jù)所有者:數(shù)據(jù)的擁有者，選擇云服務(wù)商，將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)商的云服務(wù)器中存儲，向可信第三方提出云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，并接收完整性驗證結(jié)果； 可信第三方:獨(dú)立于數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)商，并且為兩者都信任的第三方，保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)，利用挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議提供數(shù)據(jù)完整性驗證服務(wù)，將驗證結(jié)果返回給數(shù)據(jù)所有者； 云數(shù)據(jù)完整性驗證過程以下三個步驟:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)完整性驗證，其中: 一、數(shù)據(jù)預(yù)處理: 1)數(shù)據(jù)所有者構(gòu)造該端的完整性元數(shù)據(jù)，傳送給可信第三方；同時將數(shù)據(jù)通過安全通道上傳給云服務(wù)器； 2)可信第三方接收到數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)后，使用數(shù)據(jù)所有者公鑰證書驗證完整性元數(shù)據(jù)的完整性；通過后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)； 3)云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)并發(fā)送給可信第三方； 4)可信第三方使用云服務(wù)器公鑰證書驗證云服務(wù)器發(fā)送的完整性元數(shù)據(jù)后，驗證該完整性元數(shù)據(jù)的完整性；完全匹配后，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)； 二、數(shù)據(jù)存儲:云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，存儲數(shù)據(jù)所有者上傳的數(shù)據(jù)及云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)； 三、數(shù)據(jù)完整性驗證: a)數(shù)據(jù)所有者向可信第三方發(fā)送云數(shù)據(jù)完整性驗證請求，請求驗證數(shù)據(jù)的完整性或若干數(shù)據(jù)塊的完整性；可信第三方收到完整性驗證請求后向云服務(wù)器發(fā)送挑戰(zhàn)信息，并對挑戰(zhàn)信息數(shù)字簽名； b)云服務(wù)器驗證此信息，在通過驗證后，根據(jù)存儲索引表找到該數(shù)據(jù)相對應(yīng)的服務(wù)器，從該服務(wù)器上得到該數(shù)據(jù)塊并數(shù)字簽名； c)可信第三方在收到云服務(wù)器返回的元數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器公鑰證書進(jìn)行驗證；可信第三方向數(shù)據(jù)所有者提交數(shù)據(jù)完整性驗證結(jié)果，由數(shù)據(jù)所有者對被損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行修改維護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)的完整性元數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)所有端完整性元數(shù)據(jù)和云服務(wù)器端完整性元數(shù)據(jù)，其中 數(shù)據(jù)所有者端完整性元數(shù)據(jù)包括:數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由數(shù)據(jù)所有者計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值； 云服務(wù)器端完整性元數(shù)據(jù):包括數(shù)據(jù)文件名、長度、創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)所有者以及使用數(shù)據(jù)所有者和云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法由云服務(wù)器計算得到的數(shù)據(jù)總體雜湊值；數(shù)據(jù)塊序號、數(shù)據(jù)塊雜湊值、物理存儲位置，所述物理存儲位置包括機(jī)架號、服務(wù)器編號，該物理存儲位置根據(jù)數(shù)據(jù)在云服務(wù)器的實際存儲信息來確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)所有者構(gòu)造完整性元數(shù)據(jù)的過程為:數(shù)據(jù)所有者利用與云服務(wù)器協(xié)商的雜湊算法計算要存儲到云服務(wù)器數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后根據(jù)云服務(wù)器分塊策略，對數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；數(shù)據(jù)所有者對數(shù)據(jù)總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，構(gòu)造數(shù)據(jù)所有者端的完整性元數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:所述云服務(wù)器構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性數(shù)據(jù)過程為:云服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，利用相同的雜湊算法計算數(shù)據(jù)的總體雜湊值，然后數(shù)據(jù)分塊并分別計算各數(shù)據(jù)塊的雜湊值；云服務(wù)器對總體雜湊值和各數(shù)據(jù)塊雜湊值數(shù)字簽名，完成構(gòu)造云服務(wù)器端的完整性元數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:所述步驟4)中可信第三方驗證該完整性元數(shù)據(jù)的完整性后，與數(shù)據(jù)所有者發(fā)送的數(shù)據(jù)總體雜湊值及各數(shù)據(jù)塊雜湊值進(jìn)行比較，完全匹配后，進(jìn)行添加動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可信第三方的云數(shù)據(jù)完整性驗證方法，其特征在于:所述步驟c)中的驗證是指:驗證返回的數(shù)據(jù)雜湊值與存儲在本地的數(shù)據(jù)雜湊值是否一致，若一致，就證明該數(shù)據(jù)是安全的，否則是不安全的。
【文檔編號】H04L9/32GK104202168SQ201410480553
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李清玉 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司