[发明专利]基于云平台的实时动态数据安全存储管理系统

说明书

技术领域

本发明属于数据存储管理技术领域，具体涉及一种基于云平台的实时动态数据安全存储管理系统。

背景技术

云存储作为云计算的重要组成部分，能够允许用户可以随时随地访问远程存储的数据，并允许授权用户共享数。将数据集中存储在云端，用户不仅可以获得高质量的数据存储服务同时能够减少对数据的管理和维护成本。同时为了保证存储在云端的数据的隐私安全，常用的方法是将隐私数据以加密的形式上传到云服务器端，并允许授权用户通过关键字进行数据查询，但是移动终端设备的资源是有限的，包括带宽、内存、CPU处理能力等，将数据加密存储后移动设备对数据的操作将会消耗更多的资源，如存储量、耗电量等。

现存的加密方案在加密和解密过程中需要占据客户端大量的CPU和内存，但是对于手机等移动设备而言却不实用。一方面由于手机等移动设备产生的是实时动态数据，简单的关键字加密查询技术不能很好的实现用户数据的及时更新，用户端无法实现与云服务器的实时数据交互。在我们的系统中，对数值型的关键字允许移动终端和云服务器交互式建立二叉搜索树，实现数据的实时更新。另一方面，现有的加密方案中用户仍需要进行大量的加密解密操作，云服务器只是承担了一个查询的功能，用户的计算开销非常大，简单的数据加密方案并不适用于实际云环境中，在解密过程中会消耗更多的移动设备的存储量，计算开销和耗电量。在我们的存储管理系统中，将更多的解密操作放置在云端进行，从而更适用于资源受限的移动设备。

综上所述，如何构建安全高效的基于云平台的实时动态数据安全存储管理系统，实现移动感知终端数据的实时交互式更新是目前急需要解决的技术问题，同时在避免隐私泄露的前提下让降低移动设备端的资源消耗如存储量、用电量等，也是一个急需解决的技术问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于云平台的实时动态数据安全存储管理系统，本发明中的移动感知终端对本地的文件和关键字进行基于双线性映射的加密操作，同时对数值型的关键字建立二叉搜索树，根据二叉搜索树中节点的路径进行二进制编码建立查询列表，本发明不仅能实现实时动态数据在云存储中的及时更新，同时允许云服务器参与部分的解密操作来有效降低移动感知终端的计算开销。

技术方案：本发明公开一种基于云平台的实时动态数据安全存储管理系统，其特征在于：包括移动感知终端(Mobile Perception Terminal)、授权用户终端(Authorized User Terminal)和云服务器(Cloud Server)三个参与方，分别简记为MP、AU和CS；所述移动感知终端产生实时动态数据，并对数据和关键字进行加密操作和进行动态数据的及时更新，所述加密过程包括密钥产生、文件加密、关键字加密、二叉搜索树和查询列表建立、以及将加密的文件关键字和二叉搜索树一并上传到云服务器CS；所述授权用户终端发送基于关键字的查询请求给云服务器，包括关键字的陷门值，获取加密的文件后进行解密操作获取明文文件；所述云服务器进行查询操作和部分解密操作，将查询的密文和生成的中间结果返回给授权用户。

其中所述移动感知终端产生实时动态数据，对数据和关键字进行加密操作和进行动态数据的及时更新，包括密钥产生模块、文件加密模块、关键字加密模块、二叉搜索树和查询列表建立模块。

进一步的，所述密钥产生的具体方法为：

移动感知终端选取一个阶为素数p的循环群G，并且g是该循环群G的一个生成元，密钥管理中心通过随机函数Rand()生成随机数x，作为生成移动感知终端MP的私钥M_pri＝x，计算MP的公钥M_pub＝g^x；通过随机函数Rand()生成随机数y，生成云服务器CS的私钥S_pri＝y，计算CS的公钥S_pub＝g^y；通过随机函数Rand()生成随机数z，生成授权用户终端AU的公钥O_pri＝z，计算AU的公钥O_pub＝g^z。

进一步的，所述文件加密过程中，对本地的明文数据采用基于双线性映射的非对称加密方式进行加密，具体方法为：