云环境下数据存储安全关键技术研究

Cloud storage is one of the most significant services of cloud computing, which provides data storage and management services through cluster applications, grid technology or distributed file system. In big data era, cloud storage model is a natural inheritance of traditional local storage model, which makes it possible to store and deal with big data. However, the separation of ownership and management privileges of cloud data leads to many security challenges, which have to be solved urgently. This project mainly focuses on the research of the key techniques of data storage security in cloud computing and solves the following three challenges: traditional secure deduplication schemes can only be applied to the single datatype, the overhead of multi-user dynamic data integrity auditing schemes is heavy, and the payment of the storage servers cannot be guaranteed. For the secure deduplication of similar data, we will design similar data deduplication encryption algorithms and data ownership proof protocols, which can help to solve the security data deduplication problem of similar data. Also, we will construct dynamic data integrity auditing techniques for multi-user application with public auditing property, which can be used to realize the energy-efficiency balanced integrity auditing scheme in complex application scenarios. Finally, we will provide privacy preserving fair payment schemes to provide fairness, non-repudiation and privacy protection for the payment of cloud service. Currently, the project team has conducted the preliminary research work in all the above three aspects and obtains some periodical achievements. We believe that the research and the application of the key technologies in the project will promote the rapid, healthy and long-term development of cloud computing.

云存储是云计算最重要的服务之一，它通过集群应用、网格技术或分布式文件系统向外提供数据存储和管理服务。在大数据时代，云存储模式是对传统本地存储模式的自然继承，它的发展使得大数据存储和管理成为可能。然而，数据所有权和管理权的分离导致云存储面临诸多亟需解决的安全挑战。本项目主要研究云环境下数据存储安全关键技术，针对传统去重加密方案去重数据类型单一、多用户动态数据完整性审计开销大、存储服务支付无保障三个问题，设计相似数据去重加密算法和相似数据拥有证明协议，解决相似数据的安全去重问题；研究公开可验证的多用户动态数据完整性审计技术，实现完整性审计方案在复杂应用场景下的效能均衡；设计带有隐私保护的公开可审计公平支付方案，确保云服务支付的公平性、不可否认性和隐私保护性。项目组在上述三个方面均进行了前期研究工作并获得了阶段性成果，相关关键技术的研究和应用必将推动云计算健康、快速、长期的发展。

作为云计算最重要的服务之一，云存储通过集群应用、网格技术或分布式文件系统向外提供数据存储和管理服务。在大数据时代，云存储模式的发展使得大数据的存储、管理和使用成为可能。然而，云存储的外包存储模式导致用户的数据所有权和管理权的分离，引发了一系列亟需解决的数据安全存储新挑战。本项目主要研究云数据存储安全关键技术，针对传统去重加密方案去重数据类型单一、多用户动态数据完整性审计开销大、存储服务隐私性和公平性保障差三个问题，设计相似数据去重加密算法和相似数据拥有证明协议，解决相似数据的安全去重问题；研究公开可验证的多用户动态数据完整性审计技术，实现完整性审计方案在复杂应用场景下的效能均衡；设计带有隐私保护的公开可审计公平存储方案，确保云服务支付的公平性、不可否认性和隐私保护性。在数据的去重加密技术研究上，分别设计了弹性数据重复数据删除与动态用户管理方案、云数据安全高效的去重方案和支持可信数据删除的安全去重方案，防止未授权的云用户下载数据来减少系统通信开销、保证数据所有者敏感数据的数据隐私和实现安全的重复数据删除；在多用户模式下高效的云数据审计技术研究方面，设计了数据采集网络节点软件正确性审计方案，确保方案在动态网络拓扑中审计的安全性和高效性；在适用于外包存储的隐私保护公平支付技术研究方面，设计了抵抗位置伪造攻击的分布式云数据地理定位方案和可跟踪的隐私保护交集计算方案，实现了云数据的安全定位和数据的隐私保护同步。云数据是云计算、大数据、人工智能等IT服务的核心，项目组在上述三个方面均达到了预期成果。相关关键技术的研究和应用必将推动云存储和相关产业的安全、健康、长期的发展。