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云存储中支持失效文件快速查询的批量审计方法

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计算机学报 2017年第10期40卷 2338-2351页

作者：王惠峰李战怀张晓孙鉴赵晓南西北工业大学计算机学院西安710072

云存储服务中,批量审计是高效验证云端数据完整性的关键技术.批量审计容易遭受"失效文件"攻击,并且查询失效文件代价高、速度慢,严重影响着批量审计方案的可用性和效率.针对该问题,提出一种支持失效文件快速查询的批量审计方法,该方法... 详细信息

云存储服务中,批量审计是高效验证云端数据完整性的关键技术.批量审计容易遭受"失效文件"攻击,并且查询失效文件代价高、速度慢,严重影响着批量审计方案的可用性和效率.针对该问题,提出一种支持失效文件快速查询的批量审计方法,该方法通过建立批量审计过程的关联性,改变了二分查询树中右孩子节点的计算方式,减少了整个查找过程的批量审计次数;并在批量审计过程中执行幂指测试,通过一次审计就可完成含有单个失效文件的子树查找过程,有效缩短了子树的查找长度;采用混合型查询方法,根据历史查询信息设置幂指测试的深度,降低了"失效文件聚集处"的查询开销.安全分析和性能表明,该方法能够快速完成失效文件定位,有效抵抗"失效文件"攻击,保证了批量审计方案的可用性和效率.在少量文件失效的情景下,相较于简单二分查找方法,文中方法耗费的批量审计次数减少了30%.

关键词：数据安全云存储数据完整性验证批量审计快速查询失效文件

支持批量审计的解密外包Twin-SM9密钥封装机制

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信息安全学报 2023年第4期8卷 99-112页

作者：刘宽宁建廷伍玮陈海霞福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 福建师范大学数学与统计学院福州350117 中国科学院信息工程研究所、信息安全国家重点实验室北京100093

自SM9标识密码相关算法先后被纳入ISO/IEC国际标准以来,为推动密码技术实现安全先进、自主可控,一系列关于SM9标识密码算法的功能性拓展和安全性(拓展)证明被提出。Cheng依据Gap-q-BCAA1困难问题假设对SM9密钥封装、公钥加密和密钥协商... 详细信息

自SM9标识密码相关算法先后被纳入ISO/IEC国际标准以来,为推动密码技术实现安全先进、自主可控,一系列关于SM9标识密码算法的功能性拓展和安全性(拓展)证明被提出。Cheng依据Gap-q-BCAA1困难问题假设对SM9密钥封装、公钥加密和密钥协商系列算法进行了安全性分析。为有效消除SM9系列算法对Gap困难问题的依附,Lai等人随后利用Twin-Hash-ElGamal技术构造出了Twin-SM9密钥封装机制。然而,Twin-SM9密钥封装机制的解密操作需要2次双线性配对运算,在需要对海量数据进行频繁解密操作且算力资源受限的环境中(如无线传感设备、密码芯片等),计算代价高昂的配对运算将会成为制约系统效率的重要瓶颈。针对上述问题,本文基于Twin-SM9提出了支持多密文批量审计的解密外包新型密钥封装机制BAOC-Twin-SM9,并在随机谕言模型下证明了BAOC-Twin-SM9具备Replayable Chosen Ciphertext Attacks(RCCA)安全性。BAOC-Twin-SM9利用云服务中心的强大算力有效消除了双线性配对运算对原Twin-SM9密钥封装机制解密效率的影响,计算资源有限的终端数据使用者最终只需进行两次简单的指数运算就能对外包计算结果解密。相比于Twin-SM9,其更适用于解密操作频繁且算力资源受限的环境中。另外,针对半可信云服务中心解密外包计算结果的高效审计问题,BAOC-Twin-SM9运用随机盲化技术实现了多密文外包解密结果的批量审计功能,从而保证了外包计算结果的正确性。理论分析和仿真实验数据论证了BAOC-Twin-SM9的可行性与高效性,BAOC-Twin-SM9拓展了SM9系列算法的应用领域。

关键词： Twin-SM9 解密外包批量审计 SM9 密钥封装

支持多密文批量审计的解密外包SM9-HIBE密钥封装机制

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通信学报 2023年

作者：宁建廷刘宽伍玮许胜民林超福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建省网络安全与密码技术重点实验室福建师范大学数学与统计学院福建师范大学分析数学及应用教育部重点实验室

SM9-HIBE密钥封装机制的解密操作需要2次双线性配对运算，在算力受限的设备（如小型传感器、微控制器等）中，对大规模信息资源进行高频解密时，配对运算的高额计算开销会束缚系统的有效部署。为此，基于SM9-HIBE提出了一种支持解密外... 详细信息

SM9-HIBE密钥封装机制的解密操作需要2次双线性配对运算，在算力受限的设备（如小型传感器、微控制器等）中，对大规模信息资源进行高频解密时，配对运算的高额计算开销会束缚系统的有效部署。为此，基于SM9-HIBE提出了一种支持解密外包和多密文批量审计的新型密钥封装机制OASM9-HIBE，并利用Fujisaki-Okamoto转换技术在随机谕言模型下证明了OASM9-HIBE具备RCCA安全性。OASM9-HIBE将计算繁重的双线性配对运算全部安全外包至算力强大的云端，第k层用户只需执行一次简单的指数运算即可完成最终解密，在不改变层级间用户私钥向下代理生成功能的前提下，有效提升了原SM9-HIBE的解密效率，OASM9-HIBE同时运用密钥盲化技术实现了多份转换密文的高效批量审计功能。理论分析和仿真实验数据论证了OASM9-HIBE的可行性与高效性，OASM9-HIBE拓展了SM9系列算法的应用领域。

关键词：分层密钥封装机制解密外包批量审计密钥封装

基于工业云存储系统的数据防篡改批量审计方案

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计算机应用 2024年

作者：张晓均郝云溥李磊李晨阳周子玉西南石油大学计算机与软件学院中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司油气勘探计算机软件国家工程研究中心

为解决工业云存储系统数据遭受篡改等网络主动攻击问题，实现工业数据云端安全共享的目标，同时确保工业数据传输与存储过程的机密性、完整性与可用性，提出基于工业云存储系统的数据防篡改批量审计方案。首先，设计基于双线性对映射的... 详细信息

为解决工业云存储系统数据遭受篡改等网络主动攻击问题，实现工业数据云端安全共享的目标，同时确保工业数据传输与存储过程的机密性、完整性与可用性，提出基于工业云存储系统的数据防篡改批量审计方案。首先，设计基于双线性对映射的同态数字签名算法，使得第三方审计者实现对工业云存储系统数据的批量防篡改完整性检测，并及时将防篡改完整性审计结果反馈给工程服务终端用户。其次，通过审计者的加入，减轻了工程服务终端用户的计算负担，同时确保工业加密数据在传输与存储过程中的完整性。安全性分析与性能比较结果表明，方案通过设计防篡改检测向量，使得第三方审计者的计算量从O(k)次双线性对操作减少到O(1)次常量级双线性对操作，极大地降低了第三方审计者的计算开销。所提方案适用于需要对大量工业云存储系统核心数据文件进行防篡改检测的轻量级批量审计场景。

关键词：工业云存储防篡改同态数字签名数据完整性批量审计

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云存储中数据完整性的聚合盲审计方法

通信学报 2015年第10期36卷 119-132页

作者：何凯黄传河王小毛王晶史姣丽武汉大学计算机学院湖北武汉430072 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430072

针对云存储中数据完整性问题,提出了一种聚合盲审计方法。利用双线性对映射的性质,在云服务器端将数据证据和标签证据加密后再合并,实现审计者在不知数据内容的情况下进行盲审计。在此基础上,设计高效的索引机制支持数据更新,使数据更... 详细信息

针对云存储中数据完整性问题,提出了一种聚合盲审计方法。利用双线性对映射的性质,在云服务器端将数据证据和标签证据加密后再合并,实现审计者在不知数据内容的情况下进行盲审计。在此基础上,设计高效的索引机制支持数据更新,使数据更新操作不会导致大量额外的计算和通信开销,实现了动态审计。同时,针对多个审计请求,设计将不同的证据聚合的方法,以支持对多所有者多云服务器多文件的批量审计,使批量审计的通信开销与审计请求的数量无关。理论分析和实验结果表明,该方法是可证明安全的,与现有的其他审计方案相比,所提的单审计和批量审计的效率分别提高了21.5%和31.8%。

关键词：云存储数据完整性盲审计动态审计批量审计

基于多分支认证树的多用户多副本数据持有性证明方案

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通信学报 2015年第11期36卷 80-91页

作者：查雅行罗守山卞建超李伟北京邮电大学信息安全中心北京100876 灾备技术国家工程实验室北京100876

在云存储环境下,如何高效、动态地完成对多用户多副本数据的完整性验证是一个挑战性问题。基于双线性代数映射的签名机制和多分支认证树特性,提出了一种新的多用户多副本数据持有性证明方案。该方案通过使用随机掩码技术对密文进行处理... 详细信息

在云存储环境下,如何高效、动态地完成对多用户多副本数据的完整性验证是一个挑战性问题。基于双线性代数映射的签名机制和多分支认证树特性,提出了一种新的多用户多副本数据持有性证明方案。该方案通过使用随机掩码技术对密文进行处理确保数据隐私性,采用多分支认证树来提高数据分块的签名效率,能够支持数据动态更新操作。此外,引入第三方审计者对多用户多副本数据进行批量审计以减少计算开销。最后,分析表明本方案具有较高的安全性和效率。

关键词：数据持有性证明多分支认证树批量审计多副本云存储

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基于带权单链表多元哈希树的云数据审计方案

计算机工程与设计 2024年第6期45卷 1615-1623页

作者：杜建明董国芳云南民族大学电气信息工程学院云南昆明650504

针对传统Merkle哈希树节点利用率低以及动态更新效率低的问题,提出一种支持批量更新的基于带权单链表的多元哈希树(WSLL-MHT)数据结构,在该结构中,将多元哈希树的叶子节点替换成单链表结构以存储更多数据块,增加其节点利用率。在动态更... 详细信息

针对传统Merkle哈希树节点利用率低以及动态更新效率低的问题,提出一种支持批量更新的基于带权单链表的多元哈希树(WSLL-MHT)数据结构,在该结构中,将多元哈希树的叶子节点替换成单链表结构以存储更多数据块,增加其节点利用率。在动态更新过程中,引入树的平衡机制确保链表长度的平衡,提高动态更新的效率。采用BLS-HVA签名技术实现批量审计和隐私保护,结合随机掩蔽技术确保第三方审计员不能从返回的证据中获取用户隐私信息。实验结果表明,所提方案能安全高效实现云端数据的批量审计和全动态更新。

关键词：云存储数据完整性批量审计动态更新多元哈希树隐私保护平衡机制

基于多分支路径树的云存储大数据完整性证明机制

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计算机科学 2019年第3期46卷 188-196页

作者：谢四江贾倍王鹤许世聪西安电子科技大学计算机学院西安710071 北京电子科技学院北京100070

随着互联网和移动电子设备的不断普及,网络化存储将成为未来的主要存储方式,而目前的云存储方式也将会是网络化存储的必然趋势,因此如何确保云存储环境下用户数据的完整性成为人们关注的主要问题。针对该问题,提出了一种基于多分支路径... 详细信息

随着互联网和移动电子设备的不断普及,网络化存储将成为未来的主要存储方式,而目前的云存储方式也将会是网络化存储的必然趋势,因此如何确保云存储环境下用户数据的完整性成为人们关注的主要问题。针对该问题,提出了一种基于多分支路径树的云存储大数据完整性证明机制,通过引入第三方代理实现公开验证,加入随机掩码实现数据隐私,基于多分支路径树这一动态数据结构实现动态操作,并针对多分支路径树提出一种新的数据完整性检测算法。实验结果表明,所提方案可以高效地完成大量数据的更新,同时支持多用户的数据完整性验证。

关键词：云存储数据完整性数据持有性证明批量审计多分支路径树

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基于同态哈希函数的云数据完整性验证算法

计算机工程 2014年第6期40卷 64-69页

作者：周锐王晓明暨南大学计算机科学系广州510632

云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,但也带来新的安全挑战,如云服务提供商可能出于某种目的篡改数据。为确保云数据的完整性,提出一种基于同态哈希函数的云数据完整性检查算法。该算法在可信第三方的审计下,通过聚合多个RSA签名,对... 详细信息

云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,但也带来新的安全挑战,如云服务提供商可能出于某种目的篡改数据。为确保云数据的完整性,提出一种基于同态哈希函数的云数据完整性检查算法。该算法在可信第三方的审计下,通过聚合多个RSA签名,对云数据进行完整性验证。为不泄露用户数据信息,采用同态线性认证与随机掩蔽技术,实现隐私保护。分析结果表明,该算法不仅能有效地抵抗服务器的恶意攻击,而且支持数据更新,与现有审计算法相比,该算法在验证过程中能减少计算代价,在批量审计中降低通信量,从而提高验证的效率。

关键词：云存储数据完整性数据存储安全隐私保护同态哈希函数批量审计