本發(fā)明涉及云數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種云存儲的密鑰生成方法。本發(fā)明還涉及一種云數(shù)據(jù)存儲方法以及相關(guān)的云存儲數(shù)據(jù)審計方法。

背景技術(shù)：

在云平臺應(yīng)用中，將數(shù)據(jù)外包到云端在經(jīng)濟(jì)上和管理上具有很大的吸引力，但如果不能保證數(shù)據(jù)的完整性和可用性，將會阻礙云平臺的廣泛應(yīng)用。在云存儲中，由于用戶的數(shù)據(jù)脫離了用戶的控制，任何云端的錯誤都可能導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)的修改或丟失，云服務(wù)提供商的硬件故障或存在的內(nèi)外部攻擊會使得用戶存儲于云端的數(shù)據(jù)可能被修改甚至刪除。因此，從用戶角度，完全有理由懷疑自己存儲在云端的數(shù)據(jù)是否仍然完整，就有必要采取一定的方法來驗證數(shù)據(jù)的完整性和正確性。云數(shù)據(jù)審計就是用戶不需從云端恢復(fù)下載自己全部的數(shù)據(jù)而可以檢查存儲在云端的數(shù)據(jù)是否完整的方法。

簡單來說，一個云數(shù)據(jù)審計方案包含4個過程，具體包括以下幾個步驟：

(1)用戶對其要上傳到云端的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行預(yù)處理。用戶使用自己的私鑰對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行運算，得到這些數(shù)據(jù)塊的認(rèn)證標(biāo)簽，并將所有數(shù)據(jù)塊及其對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽上傳到云端；

(2)為了驗證用戶在云端數(shù)據(jù)的完整性，用戶自己或者某獨立的第三方審計者(Third-party auditor，TPA)隨機(jī)生成一些質(zhì)詢消息，將這些質(zhì)詢消息發(fā)送給云端，質(zhì)詢消息中包括了審計者所選取了哪些消息塊進(jìn)行審計的信息；

(3)當(dāng)云端收到審計者的質(zhì)詢消息后，根據(jù)質(zhì)詢消息和所存儲的消息塊生成用來證明數(shù)據(jù)塊正確存儲的證據(jù)，并將其發(fā)送給審計者；

(4)當(dāng)審計者收到云端的證據(jù)后，驗證云端是否正確存儲了用戶數(shù)據(jù)。

在多用戶云數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)審計方面，可能出現(xiàn)這樣的情況：一個多用戶群體的成員在云端存儲一組數(shù)據(jù)供群體所有成員訪問和修改，即群體中的任何成員都可以對該組數(shù)據(jù)進(jìn)行讀和寫的操作。但是如果該群體中的某個成員撤銷了，他的密鑰就應(yīng)該不能再生成有效的認(rèn)證標(biāo)簽。因此就引出如何解決這種場景中用戶的撤銷問題。

現(xiàn)有的審計方案解決這一問題是基于代理重簽名技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)群中的一個用戶被撤銷的情況，云端便將這個用戶之前的全部簽名進(jìn)行重簽名，即將這個用戶之前的簽名轉(zhuǎn)化到群中目前正常存在的用戶的簽名，在此更新處理中，云端需要進(jìn)行大量的計算，尤其在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，會產(chǎn)生更大量的計算量，會給云端產(chǎn)生巨大的計算負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種云存儲的密鑰生成方法、云數(shù)據(jù)存儲方法以及相關(guān)的云存儲數(shù)據(jù)審計方法，使群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成私鑰，撤銷的群用戶將不再更新私鑰，將不能生成云數(shù)據(jù)標(biāo)簽，因此對于群中撤銷用戶，云端無需再更新撤銷用戶之前產(chǎn)生的標(biāo)簽，極大地緩解了云端的計算壓力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種云存儲的密鑰生成方法，包括步驟：

S10：系統(tǒng)劃分為z個時間段，私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，z為大于零的正整數(shù)；

S11：所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，并將所述群身份密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；

S12：所述群的群管理員基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)，生成所述群的群當(dāng)前時間更新密鑰，并將所述群當(dāng)前時間更新密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；

S13：所述群中在注冊的群用戶根據(jù)所述群身份密鑰、所述群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰。

可選地，還包括：所述群的在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群身份密鑰時，驗證所述群身份密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群身份密鑰；若驗證錯誤，則群用戶拒絕接收所述群身份密鑰。

可選地，還包括：所述群的在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群當(dāng)前時間更新密鑰時，驗證所述群當(dāng)前時間更新密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群當(dāng)前時間更新密鑰，若驗證錯誤，則群用戶要求所述群管理員重新發(fā)送群當(dāng)前時間更新密鑰。

可選地，所述步驟S10還包括設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，具體包括：所述私鑰產(chǎn)生中心選擇兩個階為素數(shù)q＞2^λ的乘法循環(huán)群G₁和G₂，g是G₁的一個生成元，同時選擇一個雙線性映射e:G₁×G₁→G₂，一個隨機(jī)元素u∈G₁，以及三個加密哈希函數(shù)：

所述私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰具體包括：隨機(jī)選擇作為主密鑰，隨機(jī)選擇作為時間主密鑰。

可選地，所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，具體包括：隨機(jī)選擇并基于所述主密鑰計算群的群身份密鑰IDK_ID＝(R₁，σ₁)，其中σ₁＝r₁+xH₁(ID，R₁)mod q。

可選地，所述群的群管理員基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)，生成所述群的群當(dāng)前時間更新密鑰，具體包括：當(dāng)前處于時間段t，t∈[1，z]，隨機(jī)選擇時間段參數(shù)基于所述時間主密鑰計算群當(dāng)前時間更新密鑰，T_ID＝(R_t，σ_t)，其中σ_t＝r_t+yH₂(ID,R_t,t)modq。

可選地，所述步驟S13具體包括：計算當(dāng)前私鑰SK_ID,t＝(R，σ)，其中R＝R₁·R_t，σ＝(σ₁+σ_t)mod q。

一種云數(shù)據(jù)存儲方法，包括步驟：

S20：系統(tǒng)劃分為z個時間段，私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，z為大于零的正整數(shù)；

S21：群向私鑰產(chǎn)生中心發(fā)送群身份標(biāo)識，所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，將所述群身份密鑰發(fā)送給所述群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；

S22：所述群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)生成群當(dāng)前時間更新密鑰，并根據(jù)所述群身份密鑰、所述群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰；

S23：所述群中在注冊的群用戶采用所述當(dāng)前私鑰，為共享文件的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，并將所述共享文件的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處時間段上傳到云存儲端。

可選地，包括步驟：

S30：群中在注冊的群用戶采用當(dāng)前私鑰，為共享文件的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，并將所述共享文件的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處時間段上傳到云存儲端，所述當(dāng)前私鑰為采用如上所述的云存儲的密鑰生成方法生成；

S31：第三方審計者向云存儲端發(fā)送審計質(zhì)詢；

S32：所述云存儲端根據(jù)所述審計質(zhì)詢生成證明，所述證明包括認(rèn)證標(biāo)簽、數(shù)據(jù)塊和生成所述認(rèn)證標(biāo)簽的時間段；

S33：所述第三方審計者通過驗證所述證明，以驗證存儲在所述云存儲端的數(shù)據(jù)是否完整。

可選地，包括步驟：

S40：群ID_k中在注冊的群用戶采用其當(dāng)前私鑰，為共享文件F_k的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，將所述共享文件F_k的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處的時間段上傳到云存儲端，所述共享文件F_k來自所述群ID_k，所述當(dāng)前私鑰采用如上所述的云存儲的密鑰生成方法生成；

S41：第三方審計者向云存儲端發(fā)送審計質(zhì)詢；

S42：所述云存儲端根據(jù)所述審計質(zhì)詢生成證明，所述證明包括聚合認(rèn)證標(biāo)簽、聚合數(shù)據(jù)塊、各認(rèn)證標(biāo)簽對應(yīng)生成的時間段；

S43：所述第三方審計者通過驗證所述證明，以驗證存儲在所述云存儲端的數(shù)據(jù)是否完整。

由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的云存儲的密鑰生成方法，系統(tǒng)劃分為z個時間段，由私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，并基于主密鑰生成群的群身份密鑰，發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；群的群管理員基于時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)生成群的群當(dāng)前時間更新密鑰，并將群當(dāng)前時間更新密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；群中在注冊的群用戶根據(jù)群身份密鑰、群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰，從而實現(xiàn)更新群中在注冊用戶的當(dāng)前私鑰。因此，只有群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成當(dāng)前私鑰，才能為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，而群中撤銷的用戶將不能生成私鑰，之前的私鑰也變得無效，不能再為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，從而該群用戶安全撤銷，因此云端也無需再更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，為云端極大地緩解了計算壓力。

本發(fā)明提供的云數(shù)據(jù)存儲方法、云存儲數(shù)據(jù)審計方法及云存儲數(shù)據(jù)批量審計方法，基于當(dāng)前更新的當(dāng)前私鑰為共享文件加密，只有群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成當(dāng)前私鑰，才能為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，而群中撤銷的用戶將不能生成私鑰，之前的私鑰也變得無效，不能再為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，對于群中撤銷用戶，避免了云端需要更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，因此極大地減少計算量，為云端極大地緩解了計算壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種云存儲的密鑰生成方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種云數(shù)據(jù)存儲方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種云存儲數(shù)據(jù)審計方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種云存儲數(shù)據(jù)批量審計方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例提供的一種云存儲的密鑰生成方法，包括：

S10：系統(tǒng)劃分為z個時間段，私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，z為大于零的正整數(shù)；

S11：所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，并將所述群身份密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；

S12：所述群的群管理員基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)，生成所述群的群當(dāng)前時間更新密鑰，并將所述群當(dāng)前時間更新密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；

S13：所述群中在注冊的群用戶根據(jù)所述群身份密鑰、所述群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰。

由上述內(nèi)容可以看出，本實施例提供的云存儲的密鑰生成方法，系統(tǒng)劃分為z個時間段，由私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，并基于主密鑰生成群的群身份密鑰，發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；群的群管理員基于時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)生成群的群當(dāng)前時間更新密鑰，并將群當(dāng)前時間更新密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶；群中在注冊的群用戶根據(jù)群身份密鑰、群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰，從而實現(xiàn)更新群中在注冊用戶的當(dāng)前私鑰。因此，只有群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成當(dāng)前私鑰，才能為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，而群中撤銷的用戶將不能生成私鑰，之前的私鑰也變得無效，不能再為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，從而該群用戶安全撤銷，因此云端也無需再更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，為云端極大地緩解了計算壓力。

下面對本實施例提供的云存儲的密鑰生成方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

請參考圖1，為本實施例提供的一種云存儲的密鑰生成方法的流程圖。本實施例云存儲的密鑰生成方法，包括步驟：

S10：系統(tǒng)劃分為z個時間段，私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，z為大于零的正整數(shù)。

群用戶的密鑰用于群向云存儲端存儲數(shù)據(jù)時對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，生成認(rèn)證標(biāo)簽。本實施例中，一個由群用戶共享的文件F被劃分為n等塊，即F＝(m₁,…,m_n),其中m_i表示文件F的第i個塊，并且系統(tǒng)被劃分為z個時間段，z為大于零的正整數(shù)。

私鑰產(chǎn)生中心(PKG)為一個被群用戶和云端所信任的權(quán)威實體，在云數(shù)據(jù)審計方案中產(chǎn)生系統(tǒng)參數(shù)，具體包括：私鑰認(rèn)證中心選擇兩個階為素數(shù)q＞2^λ的乘法循環(huán)群G₁和G₂，g是G₁的一個生成元，同時還選擇一個雙線性映射e:G₁×G₁→G₂，一個隨機(jī)元素u∈G₁，以及三個加密哈希函數(shù)：

PKG隨機(jī)選擇作為主密鑰，隨機(jī)選擇作為時間主密鑰，并計算相應(yīng)的公鑰：Y₁＝g^x,Y₂＝g^y。PKG公開系統(tǒng)參數(shù)(G₁,G₂,e,q,g,u,Y₁,Y₂,H₁,H₂,h)，將主密鑰x以及時間主密鑰y保密。

S11：所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，并將所述群身份密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶。

私鑰產(chǎn)生中心(PKG)隨機(jī)選擇并基于所述主密鑰計算群的群身份密鑰IDK_ID＝(R₁，σ₁)，其中PKG將計算好的群身份密鑰IDK_ID＝(R₁,σ₁)通過安全信道發(fā)送給所述群中沒有撤銷的群用戶，即在注冊的群用戶，并將R₁通過安全信道發(fā)送給第三方審計者(TPA)。

進(jìn)一步的，所述群在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群身份密鑰時，可驗證所述群身份密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群身份密鑰；若驗證錯誤，則群用戶拒絕接收所述群身份密鑰。驗證所述群身份密鑰的正確性具體包括：驗證等式是否成立，若所述等式成立，則群身份密鑰正確；若所述等式不成立，則群身份密鑰錯誤，群用戶拒絕接收所述群身份密鑰。

S12：所述群的群管理員基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)，生成所述群的群當(dāng)前時間更新密鑰，并將所述群當(dāng)前時間更新密鑰發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶。

群管理員從私鑰產(chǎn)生中心接收到時間主密鑰當(dāng)前處于時間段t，t∈[1，z]。在當(dāng)前時間段t，群管理員隨機(jī)選擇時間段參數(shù)基于時間主密鑰計算群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(Rt，σ_t)，其中σ_t＝r_t+yH₂(ID，R_t，t)mod q。

然后，可通過安全信道將生成的群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(R_t，σ_t)發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶。并將R_t通過安全信道發(fā)送給第三方審計者TPA。在系統(tǒng)不同時間段內(nèi)，群當(dāng)前時間更新密鑰可更新生成。因此對于群中新加入的群用戶，在加入群時可獲得群當(dāng)前時間更新密鑰，以生成私鑰；對于群撤銷用戶，則不能再獲得群當(dāng)前時間更新密鑰，將不能更新私鑰。

進(jìn)一步的，所述群的在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群當(dāng)前時間更新密鑰時，可以驗證所述群當(dāng)前時間更新密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群當(dāng)前時間更新密鑰，若驗證錯誤，則群用戶要求所述群管理員重新發(fā)送群當(dāng)前時間更新密鑰。群用戶驗證群當(dāng)前時間更新密鑰的正確性具體包括：驗證等式是否成立，若該等式成立，則所述群當(dāng)前時間更新密鑰正確；若該等式不成立，則所述群當(dāng)前時間更新密鑰錯誤，群用戶可以要求群管理員重新發(fā)送群當(dāng)前時間更新密鑰。

S13：所述群中在注冊的群用戶根據(jù)所述群身份密鑰、所述群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰。

群中在注冊的群用戶在接收到群身份密鑰IDK_ID＝(R₁，σ₁)和群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(R_t，σ_t)之后，計算在當(dāng)前時間段t(t∈[1，z])時的當(dāng)前私鑰SK_ID,t＝(R，σ)，其中R＝R₁·R_t，σ＝(σ₁+σ_t)modq。

可以看出，本實施例云存儲的密鑰生成方法，系統(tǒng)劃分為z個時間段，群用戶根據(jù)群身份密鑰和群當(dāng)前時間更新密鑰更新當(dāng)前私鑰，，在系統(tǒng)時間段內(nèi)群管理員更新群當(dāng)前時間更新密鑰，只發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶，因此只有群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成當(dāng)前私鑰，才能為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，而群中撤銷的用戶將不能生成私鑰，之前的私鑰也變得無效，不能再為云數(shù)據(jù)生成簽名，從而該群用戶安全撤銷，本實施例云存儲的密鑰生成方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，云端也無需再更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，降低了計算量，為云端極大地緩解了計算壓力。

相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種云數(shù)據(jù)存儲方法，請參考圖2，為本實施例提供的一種云存儲的密鑰生成方法的流程圖，包括步驟：

S20：系統(tǒng)劃分為z個時間段，私鑰產(chǎn)生中心為群設(shè)定主密鑰和時間主密鑰，z為大于零的正整數(shù)。

一個由群用戶共享的文件F被劃分為n等塊，即F＝(m₁,…,m_n),其中m_i表示文件F的第i個塊，并且系統(tǒng)被劃分為z個時間段，z為大于零的正整數(shù)。

私鑰產(chǎn)生中心(PKG)產(chǎn)生系統(tǒng)參數(shù)，具體包括：私鑰產(chǎn)生中心選擇兩個階為素數(shù)q＞2^λ的乘法循環(huán)群G₁和G₂，g是G₁的一個生成元，同時還選擇一個雙線性映射e:G₁×G₁→G₂，一個隨機(jī)元素u∈G₁，以及三個加密哈希函數(shù)：

PKG隨機(jī)選擇作為主密鑰，隨機(jī)選擇作為時間主密鑰,并計算相應(yīng)的公鑰：Y₁＝g^x,Y₂＝g^y。PKG公開系統(tǒng)參數(shù)(G₁,G₂,e,q,g,u,Y₁,Y₂,H₁,H₂,h)，將主密鑰x以及時間主密鑰y保密。

S21：群向私鑰產(chǎn)生中心發(fā)送群身份標(biāo)識，所述私鑰產(chǎn)生中心基于所述主密鑰生成所述群的群身份密鑰，將所述群身份密鑰發(fā)送給所述群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶。

群向私鑰產(chǎn)生中心發(fā)送群身份標(biāo)識，即群ID。私鑰產(chǎn)生中心在接收到群身份標(biāo)識后，隨機(jī)選擇并基于群的主密鑰計算群的群身份密鑰IDK_ID＝(R₁，σ₁)，其中σ₁＝r₁+xH₁(ID，R₁)mod q。PKG將計算好的群身份密鑰IDK_ID＝(R₁,σ₁)通過安全信道發(fā)送給所述群中在注冊的群用戶，并將R₁通過安全信道發(fā)送給第三方審計者(TPA)。

進(jìn)一步的，所述群的在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群身份密鑰時，可驗證所述群身份密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群身份密鑰；若驗證錯誤，則群用戶拒絕接收所述群身份密鑰。驗證所述群身份密鑰的正確性具體包括：驗證等式是否成立，若所述等式成立，則所述群身份密鑰正確；若所述等式不成立，則所述群身份密鑰錯誤，群用戶拒絕接收所述群身份密鑰。

S22：所述群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶基于所述時間主密鑰，結(jié)合時間段參數(shù)生成群當(dāng)前時間更新密鑰，并根據(jù)所述群身份密鑰、所述群當(dāng)前時間更新密鑰生成當(dāng)前私鑰。

群管理員從私鑰產(chǎn)生中心接收到時間主密鑰在當(dāng)前時間段t，t∈[1，z]，群管理員隨機(jī)選擇時間段參數(shù)基于時間主密鑰計算群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(Rt，σt)，其中σ_t＝r_t+yH₂(ID，R_t，t)mod q。

可通過安全信道將生成的群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(R_t,σ_t)發(fā)送給群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶。并將R_t通過安全信道發(fā)送給第三方審計者TPA。

群中在注冊的群用戶在接收到群身份密鑰IDK_ID＝(R₁，σ₁)和群當(dāng)前時間更新密鑰T_ID,t＝(R_t，σ_t)之后，計算在當(dāng)前時間段t(t∈[1，z])時的當(dāng)前私鑰SK_ID,t＝(R，σ)，其中R＝R₁·R_t，σ＝(σ₁+σ_t)modq。

進(jìn)一步的，所述群的在當(dāng)前時間在注冊的群用戶在接收到所述群當(dāng)前時間更新密鑰時，可以驗證所述群當(dāng)前時間更新密鑰的正確性，若驗證正確，則群用戶接收所述群當(dāng)前時間更新密鑰，若驗證錯誤，則群用戶要求所述群管理員重新發(fā)送群當(dāng)前時間更新密鑰。群用戶驗證群當(dāng)前時間更新密鑰的正確性具體包括：驗證等式是否成立，若該等式成立，則所述群當(dāng)前時間更新密鑰正確；若等式不成立，則所述群當(dāng)前時間更新密鑰錯誤，群用戶可以要求群管理員重新發(fā)送群當(dāng)前時間更新密鑰。

S23：所述群中在注冊的群用戶采用所述當(dāng)前私鑰，為共享文件的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，并將所述共享文件的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處時間段上傳到云存儲端。

在當(dāng)前時間段t，群中在注冊的群用戶為文件F中的每一個數(shù)據(jù)塊m_i產(chǎn)生標(biāo)簽，具體為：計算認(rèn)證標(biāo)簽其中i是數(shù)據(jù)塊m_i的索引，是由群隨機(jī)選擇的一個元素。群將(m_i,T_i,t)上傳到云存儲端,同時刪除本地數(shù)據(jù)F＝(m₁,…,m_n)。

本實施例云數(shù)據(jù)存儲方法，基于群當(dāng)前私鑰為共享文件加密，只有群中在當(dāng)前時間在注冊的群用戶才可生成當(dāng)前私鑰，才能為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，而群中撤銷的用戶將不能生成私鑰，之前的私鑰也變得無效，不能再為云數(shù)據(jù)生成標(biāo)簽，從而該群用戶安全撤銷，這樣與現(xiàn)有技術(shù)相比，云端也無需再更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，為云端極大地緩解了計算壓力。

并且現(xiàn)有技術(shù)中，有成員撤銷功能的數(shù)據(jù)審計方案是基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)環(huán)境下的，這種方法使得云存儲端必須在用戶上傳數(shù)據(jù)之前認(rèn)證用戶的證書。而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，大量的用戶可能頻繁的向云端傳輸數(shù)據(jù)，頻繁的新用戶加入群體或是舊用戶的撤銷，這些都將會產(chǎn)生一系列的證書頒發(fā)或是撤銷操作，使得系統(tǒng)變得十分龐大并且效率低。本實施例云數(shù)據(jù)存儲方法，基于群身份，并結(jié)合當(dāng)前時間段更新當(dāng)前私鑰，不再基于PKI環(huán)境下認(rèn)證身份證書，大大簡化了一系列證書操作，提高了效率。

因此，本實施例云數(shù)據(jù)存儲方法，基于群身份密鑰和群當(dāng)前時間更新密鑰更新當(dāng)前私鑰，對于撤銷用戶，云端也無需再更新該撤銷用戶之前產(chǎn)生的簽名，與現(xiàn)有技術(shù)相比減少了計算量，尤其在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，極大地緩解了云端的計算負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；并且大大簡化了一系列證書操作，提高了系統(tǒng)效率。本實施例云數(shù)據(jù)存儲方法非常適用于大數(shù)據(jù)環(huán)境下，以此來緩解云端的壓力。

相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種云存儲數(shù)據(jù)審計方法，請參考圖3，為本實施例提供的云存儲數(shù)據(jù)審計方法的流程圖，包括步驟：

S30：群中在注冊的群用戶采用當(dāng)前私鑰，為共享文件的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，并將所述共享文件的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處時間段上傳到云存儲端，所述當(dāng)前私鑰為采用如上所述的方法生成。

在時間段t，群中在注冊的群用戶為共享文件F中的每一個數(shù)據(jù)塊m_i產(chǎn)生標(biāo)簽，具體為：計算認(rèn)證標(biāo)簽其中i是數(shù)據(jù)塊m_i的索引，是由群隨機(jī)選擇的一個元素。群將(m_i,T_i,t)上傳到云存儲端,同時刪除本地數(shù)據(jù)F＝(m₁,…,m_n)。

S31：第三方審計者向云存儲端發(fā)送審計質(zhì)詢。

具體包括：隨機(jī)選擇c個元素的集合I，其中對每一個i∈I，隨機(jī)選擇v_i∈Z_p^*，將審計質(zhì)詢chal＝{i,v_i}_i∈I發(fā)送給云存儲端。

S32：所述云存儲端根據(jù)所述審計質(zhì)詢生成證明，所述證明包括認(rèn)證標(biāo)簽、數(shù)據(jù)塊和生成所述認(rèn)證標(biāo)簽的時間段。

云存儲端在接收到第三方審計者發(fā)送的審計質(zhì)詢后，計算生成證明，具體包括：計算生成證明將其發(fā)送給第三方審計者，其中t是這個群上傳文件F＝(m₁,…,m_n)及相應(yīng)標(biāo)簽的時間段。

S33：所述第三方審計者通過驗證所述證明，以驗證存儲所述云存儲端的數(shù)據(jù)是否完整。

第三方審計者在接收到證明后，檢查等式是否成立，若成立，則表明存儲在云存儲端的數(shù)據(jù)完整；若不成立，則表明存儲在云存儲端的數(shù)據(jù)不完整。上述等式的正確性如下：

可以看出，本實施例云存儲數(shù)據(jù)審計方法，在該審計方案中，對于群中撤銷用戶，云端無需再更新撤銷用戶之前產(chǎn)生的認(rèn)證標(biāo)簽，在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，用戶撤銷會是很頻繁的，本實施例審計方法不再需要云端更新大量的認(rèn)證標(biāo)簽，這便極大地緩解了云端的計算壓力。同時，本實施例審計方法是基于身份的密碼體制，直接使用用戶的身份作為公鑰(本方法中群中的每個用戶都使用同一個公鑰，即群的身份ID)，不再是基于PKI環(huán)境下的，避免了一系列復(fù)雜的證書操作，可提高系統(tǒng)效率。本實施例審計方法十分適合大數(shù)據(jù)環(huán)境中。

本發(fā)明實施例還提供一種云存儲數(shù)據(jù)的批量審計方法，請參考圖4，為本實施例提供的云存儲數(shù)據(jù)批量審計方法的流程圖，包括步驟：

S40：群ID_k中在注冊的群用戶采用其當(dāng)前私鑰，為共享文件F_k的每一數(shù)據(jù)塊生成認(rèn)證標(biāo)簽，將所述共享文件F_k的數(shù)據(jù)塊、對應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽、所處的時間段上傳到云存儲端，所述共享文件F_k來自所述群ID_k，所述當(dāng)前私鑰采用如上所述的云存儲的密鑰生成方法生成。

在該方案中，包括K個共享文件，被審計的共享文件為F_k＝(m_k,1,m_k,2,...,m_k,n)，其中1≤k≤K.文件F_k來自群ID_k，并且群ID_k在時間段t_k時為共享文件F_k生成認(rèn)證標(biāo)簽，并將文件F_k上傳到云存儲端。群ID_k在時間段t_k時的當(dāng)前私鑰為其中R_k＝R_1，k·R_t，k，σ_k＝(σ_1，k+σ_t，k)modq。公開密鑰為Y_1,k、Y_2,k，其中每一個文件F_k相應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)簽為{T_k,i}_1≤i≤n,其中u_k∈G₁是由群ID_k隨機(jī)選擇的元素。

本實施例中，K個共享文件可來自不同的群體，也可以是來自同一個群體。

S41：第三方審計者向云存儲端發(fā)送審計質(zhì)詢。

S42：所述云存儲端根據(jù)所述審計質(zhì)詢生成證明，所述證明包括：聚合認(rèn)證標(biāo)簽、聚合數(shù)據(jù)塊、各認(rèn)證標(biāo)簽生成的時間段。

第三方審計者在接收到云存儲端發(fā)送的審計質(zhì)詢后，計算一個聚合的簽名以及一個聚合的數(shù)據(jù)塊將生成的證明發(fā)送給第三方審計者TPA。

S43：所述第三方審計者通過驗證所述證明，以驗證存儲在所述云存儲端的數(shù)據(jù)是否完整。

第三方審計者通過驗證以下等式是否成立：

若等式成立，則表明存儲在云存儲端的數(shù)據(jù)完整；若不成立，則表明存儲在云存儲端的數(shù)據(jù)不完整。上述等式的正確性如下：

因此，本實施例云存儲數(shù)據(jù)的批量審計方法，可以實現(xiàn)第三方審計者TPA同時處理來自不同群用戶的、對不同數(shù)據(jù)文件的審計工作，這樣大大減少了審計過程中的計算和通信開銷。

以上對本發(fā)明所提供的云存儲的密鑰生成方法、云數(shù)據(jù)存儲方法以及相關(guān)的云存儲數(shù)據(jù)審計方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。