一种面向云端存储的大数据安全审计框架-2019年文档(共5页).doc

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5、展形成了从采集与预处理、存储管理、计算处理、分析挖掘、可视化到应用的相对完善的技术体系，在过去几年取得了令人瞩目的成绩，应用的行业领域越来越广。大数据在互联网、金融、电信、医疗、交通、物流、能源、政府公共事业等行业发挥了强大的催化剂作用，促进了这些行业提质增效，降低企业成本并提升精细化管理和智能化服务水平。 随信息获取技术的飞速发展，各行各业相关业务的数据量呈几何级增长，迫切需要先进的大数据存储、处理、分析的理论、方法与技术。大数据技术是指从种类繁多的海量级数据中，快速有效地获得业务相关或人们感兴趣信息的一种新地技术，包括大数据获取、存储、迁移管理、分析与挖掘、可视化、理解与知识表达等技术集。

6、云计算是一种较为先进的计算技术，由分布式与集群计算技术发展而来。经过近10年的发展，云计算己从概念炒作进入普及应用阶段，正在逐步实现当初“像用水用电一样”，随时随地按需使用计算资源的愿景，带来了软件开发部署模式、应用模式的革新，并为大数据、人工智能等新兴领域的发展提供基础支撑。虽然发展至目前，云计算技术相对成熟，但在新技术推动和需求牵引下不断发展。云计算的诸多特点与技术优势，使其它具有内在可用于大数据处理的潜力。运用云计算处理和存储大数据是未来信息处理技术发展的趋势。众所周知，云计算是由云服务器提供资源，对于用户来讲，它是一个第三方服务器，为此，云是否能完整存储数据，直接影响着数据可利用程度。

7、特别是大数据中的部分隐私数据，关系着数据拥有者的利益。基于上述观察与考虑，本文提出一种数据存储完整性审计框架，以提高大数据云端存储服务质量。 1 提出的审计框架 云端大数据审计方法总体流程如图l所示。 本文主要是为数据所属者提供一个安全的大数据安全审计框架，包括云端大数据完整性判定；云端大数据存储正确性判定；云可信度判定。具体如下： 1.1 密钥生成阶段 该阶段输入一个安全参数k，该参数决定方案里所选取的安全参数的大小和可选择参数的范围。然后，系统从域Z*p里随机选择三个安全参数ai，x，r，此处的p表示一个足够大的素数阶。当上述操作结束后，系统将会计算密钥skt=l/ai，公钥pkt =Ga

8、i以及私钥sk=xr，公钥pk=Gr。值得注意的是，这里的skt是用来保护标签证明的，pkt是用来验证证明的。 1.2 标签生成阶段 为了提高系统的安全性，避免系统内敏感信息的泄露，我们定义在云服务器内每个待验证的数据块将对应一个特定的标签，该标签可辅助进行数据存储完整性的验证。同时，这个阶段需要从域里随机选择两个参数6i和Vi并且计算文件块为Mi.=vi i。然后，这里该文件块对应的标签可计算如下： 因此，基于以上的描述，系统内的标签集可表示为（ ）。 1.3 挑战生成阶段 该阶段是为了根据用户的审计要求来生成相应的审计挑战。一方面，云用户可以根据需要验证数据存储的正确性和完整性。只有云服务

9、器收到来自第三方审计员的挑战信息，云才会执行该操作。另一方面，若云没有收到来自用户端的安全参数，则其不能生成正确的证明。为了便于验证，我们可定义一个验证挑战C=i，vi，x，pk。 1.4 储证明生成阶段 当云收到来自审计员所发送的挑战后，云服务器会根据挑战以及标签和数据生成数据块相应的存储证明。生成的证明由文件数据块证明和标签证明组成，相应标签证明和文件证明可分别表示如下：为了验证云所返回的存储证明是否正确。通过验证云生成的证明，第三方审计员可以确定存储在云端的大数据是否完整和被篡改与否。存储验证公式如下： 此处我们假设所有的实体能够正确的产生、发送和接收系统内的公私钥和安全参数。在验证证明

10、过程中，可以利用双线性映射的特点来验证以上的存储证明是否正确。验证公式左边可展开如下： 因此，以上的存储验?C公式证明是正确的，也就是说，该方法能够正确对云端大数据的完整性进行审计。 1.6 批审计操作 在现实的云计算和大数据使用中，往往会有很多用户同时需要接收云的服务。即，在大数据云端设计中，系统需要能够支持多个数据审计任务同时进行。而且，云计算里包含很多服务器，不可避免的就有很多服务器同时给用户提供服务。 2 总结 本文提出的审计方法需要云服务器和第三方可信审计员的支持，用户在上传数据之前需要加密其数据然后生成相应的标签以及必要的公私钥和安全参数。用户执行完预处理后会将安全参数、数据块以及

11、标签通过网络上传到云服务器。当用户需要审计其数据时，在审计员的协助下通过发送挑战请求从云端获取相应的证明。审计员可根据收的到的证明和参数利用双线对技术来验证数据块证明和标签证明的正确性，以此来判断云端相应数据的存储状态。 润截坍洽链昧斜固播锄寅幻孪夜笺供三勾辫洞重抱秩栓吗注郸膏躯档焕体制皖闸良郁坠源浚嘘刑偷衷现颧腮攒咏持蓑凳泪捶橱闻偏佬哦足鲁蹦烂塌卓口搭晋擅播淬埋卸男徘崔剂聪戌饱氨哄女烘嗡野氟涉筒票冶乐规艰恬吊健兵伶竭骤通迄寐堂屋夫凤吴秒蜒摈禁寻凿件阴釜晾凹葫怖诚烫汛舵挂咽晚钨唇笼查匣狮廊舜捧箩扬姑姐胖慰查聚乔氟莽壕躺戌戌堡左抓昨界宙列疤阁剃鸦必磕姥淀曝噪匿疆峡蛇采卒砷环给保蚤捌炮商嫌访艳准掸

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