云存储技术的飞速发展,越来越多的企业和个人选择将数据上传至云端,以期获得海量的存储资源,同时降低自身成本。但数据在物理控制方面的不确定性,使云存储安全面临着巨大的挑战。用户尤其关注自身数据的安全,一方面要求存储在云端的数据是完整的,另一方面也要求需要删除的数据是不可恢复的。文章从服务等级协议(Service-Level Agreement,SLA)中完整性和可销毁性的指标描述入手,提出了第三方客观检测的指标和方案,作为用户选择、监督机构审计云服务商(Cloud Service Provider,CSP)的参考标准。本文主要的研究内容和成果如下:1.云存储数据完整性审计方案。CSP通常在SLA中承诺多副本备份,但尚未形成用于验证副本数量是否合规、数据是否完整的有效检测机制。针对这一现状,本文提出一个基于双线性映射的动态多副本完整性审计方案:(1)加入可信第三方,实现了公开审计的目标;(2)对数据块进行掩码运算得到多个不同的副本,从而达到确认副本数量是否符合SLA规定的目的;(3)为各个数据块构造矢量标签,降低计算复杂度的同时实现了批量检查、定位修复数据块的功能;(4)引入Map-Version表,记录数据块的物理、逻辑和版本序号,实现了该方案对数据动态操作的支持;(5)计算、存储和通信开销的理论分析和实验结果表明,该方案有较好的性能表现。2.云存储数据可销毁性审计方案。传统的方案多基于密码学设计确定删除技术,但忽视了到可销毁性审计方案的转化,并且用到额外的密钥存储机制,一定程度上增加了数据存储的成本。针对这一现状,本文提出一个基于可信策略的可销毁性第三方审计方案:(1)规范定义CSP数据销毁的关键时间点;(2)简化检测流程,操作性强、成本低;(3)以第三方审计机构的身份直接检测,保证过程客观可信。最后在云环境下进行实验,证明了方案的可行性。3.集成了包含完整性和可销毁性检测的SLA合规性检测工具,在轻量级云环境下进行了模拟检测试验,证明了上述方案可以检测出CSP的违规操作。
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