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中国科学:信息科学 2025年第3期55卷 528-541页

作者：卜时磊谢雨来曹周王杰郑俊冯丹华中科技大学网络空间安全学院华中科技大学分布式系统安全湖北省重点实验室华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室武汉光电国家研究中心

数据的不断增长对云的存储空间、安全、性能等的需求与日俱增.安全去重技术能够有效减少云存储空间需求的同时保障数据去重的安全性.然而,当前主流云安全去重方案依赖于可信第三方来进行密钥安全性保障,这引入了额外的信任假设和密钥管... 详细信息

数据的不断增长对云的存储空间、安全、性能等的需求与日俱增.安全去重技术能够有效减少云存储空间需求的同时保障数据去重的安全性.然而,当前主流云安全去重方案依赖于可信第三方来进行密钥安全性保障,这引入了额外的信任假设和密钥管理开销.而两方的去重方案在安全和传输开销方面面临较大挑战.针对该问题,本文提出了一种基于英特尔软件防护扩展（Intel software guard extension, Intel SGX）的云数据安全去重方法,该方法的主要创新在于:（1）设计基于边缘端去重的云边协同安全体系架构,减少了云边之间的传输开销,使用SGX可信执行环境保障了云和边缘端数据和密钥的安全,无需不可信的第三方密钥服务器;（2）提出低开销的密钥安全生成协议,通过云边协同生成密钥,为每个边缘端用户生成唯一的加密密钥,而非为每个数据生成单独的密钥;（3）设计高效的基于标签流行度的标签查询机制.通过计算标签频率,实现冷热标签分离,在提高标签查询效率的同时避免标签误检.安全性理论证明和系统实验测试表明,本文的方案在安全性方面优于最新方法,并大大减少了密钥管理开销和标签查询开销,其中密钥存储开销可节省48.72%98.72%.

关键词：云边协同云存储安全去重英特尔软件防护扩展标签流行度

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基于IntelSGX的安全数据去重方法

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密码学报 2022年第2期9卷 341-352页

作者：张新宇咸鹤群卢倩田呈亮青岛大学计算机科学技术学院青岛266071 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

在云存储服务中,安全的加密数据去重通常需要依赖可信第三方服务器(trusted thirdparty,TTP).为了解决这一问题,提出了一种基于英特尔软件防护扩展(Intel software guard extension,Intel SGX)的安全数据去重方法,利用硬件安全技术协助... 详细信息

在云存储服务中,安全的加密数据去重通常需要依赖可信第三方服务器(trusted thirdparty,TTP).为了解决这一问题,提出了一种基于英特尔软件防护扩展(Intel software guard extension,Intel SGX)的安全数据去重方法,利用硬件安全技术协助客户端进行密钥管理.将IntelSGX提供的飞地(Enclave)作为可信执行环境,使用远程认证机制构建云服务器与客户端Enclave之间端到端的安全信道,完成敏感信息的传输,保护客户端隐私数据;利用数据密封机制实现隐私数据的安全存储.安全性分析与性能评估表明,相较于以往的方法,本文方法在密钥以及通信等方面具有更高的安全性,在系统开销和平均执行时间等方面也具有一定优势.此外,由于无需使用可信第三方的支持,在现实场景下易于实现,具有一定的应用价值.

关键词：云存储数据去重英特尔软件防护扩展飞地

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云存储中的安全数据去重方法研究

云存储中的安全数据去重方法研究

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作者：张新宇青岛大学

学位级别：硕士

数据去重被广泛应用于云存储服务中以实现节约存储资源,提高效率的目的。数据去重是指删除存储在云服务器中的所有冗余数据,并仅保存对应文件的一个原始副本。为了保护机密性,用户通常选择把数据先加密后再上传至云服务器。不同用户密... 详细信息

数据去重被广泛应用于云存储服务中以实现节约存储资源,提高效率的目的。数据去重是指删除存储在云服务器中的所有冗余数据,并仅保存对应文件的一个原始副本。为了保护机密性,用户通常选择把数据先加密后再上传至云服务器。不同用户密钥的多样性使得相同的明文被加密成不同的密文,这就导致了云服务器无法高效地执行数据去重。现有的数据去重方案较多依赖于安全的可信第三方服务器的辅助,这使得安全性与系统执行效率都受到了限制,并且实用性较差。近年来,如何寻找一种能够摆脱对可信第三方服务器的依赖的安全数据去重方法,使得数据去重能够在云服务器上安全高效地执行成为研究热点。本文的主要贡献体现在以下两个方面:1)提出了一种基于英特尔软件防护扩展(Intel Software Guard Extension,Intel SGX)的安全数据去重方法,利用Intel SGX提供的飞地(Enclave)安全容器作为安全执行环境来取代可信第三方服务器的角色。利用Intel SGX提供的远程认证机制构建云服务器与客户端Enclave之间端到端的安全信道,使得云服务器能够安全地向客户端传递敏感数据信息;数据密封机制能够有效保护存储在客户端的隐私数据。经过安全性分析与仿真实验,结果表明,相较于以往的数据去重方案,本方案不仅增强了安全性,而且在效率上也有所提升,并且在现实场景中易于实现,具有一定的应用价值。2)提出了一种新的云存储去重中的所有权证明(Proof of Ownership,PoW)方案。首先,采用Intel SGX提供的Enclave作为可信执行环境,帮助客户端用户获取文件加密密钥,实现安全的数据去重。除此之外,还设计了一种新的验证数据结构——动态默克尔哈希森林(Dynamic Merkle Hash Forest,DMHF),并提出了一种基于DMHF的PoW方法。它不仅保证了大文件的处理效率,还提高了小文件PoW的安全性。安全性分析和性能评估表明,本方案显著增强了PoW过程的安全性,提高了数据去重的效率,优于以往的方案。此外,方案易于在现实应用中实现。

关键词：数据去重英特尔软件防护扩展飞地所有权证明动态默克尔哈希森林

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