[发明专利]一种云存储中群组数据的完整性验证方法

说明书

本发明公开了一种云存储中群组数据的完整性验证方法，该方法中共有两个参与方：群组和云服务提供商CSP。该方法通过密钥生成、标签生成、质询生成、示证生成、示证验证5个阶段实现云存储中群组数据的完整性验证。本发明方法中群签名的方法简洁，生成的签名参数少，且具备聚合性，大大降低了标签生成和示证生成过程中的计算和存储开销；示证信息简短，示证验证简单易行，大大降低了示证验证过程中的通信和计算开销。使用本发明方法能有效地验证云存储中群组数据的完整性。

技术领域

本发明涉及信息安全技术，尤其涉及一种云存储中群组数据的完整性验证方法。

背景技术

作为云计算的重要组成部分，云存储专注于向用户提供以互联网为基础的在线存储服务。在云存储模式下，存储即服务(Storage as a Service)，用户无需考虑物理设备的存储类型、存储方式以及数据的可用性、可靠性等具体的技术细节，就能按需从云服务提供商(Cloud Service Provider，CSP)处获得相应的服务，随时随地访问自己的数据。云存储系统在为用户提供无限存储空间的同时，还提供了易于使用的服务接口和极强的可扩展性，在提高IT(Information Technology)效率、成本节省以及绿色计算等方面带来了机遇。

但是，用户数据存储于云平台上时，也会面临着一些安全挑战，数据完整性即是其中之一。在云存储模式下，数据外包存储于云服务器中，脱离了数据属主(Data Owner)的物理控制。考虑到云服务提供商CSP不完全可信，CSP有可能会恶意丢失或删除部分用户极少访问的数据，以节省存储空间；而且，为了维护商业信誉，CSP极有可能向用户隐瞒由于外部攻击或内部故障等引起的数据丢失或损坏的事实，使得用户数据的完整性被破坏。解决该问题的一个简单直接的方法就是定期地将所有数据下载到本地，检查其完整性，但该方法需要消耗大量的通信带宽和本地存储空间，会导致云存储的优势不复存在。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种云存储中群组数据的完整性验证方法与装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种云存储中群组数据的完整性验证方法，所述群组包括以下成员：多个普通成员和至少一个群管理员，普通成员为地位对等的普通成员；包括以下步骤：

1)密钥生成

群管理员将公共参数和群公钥广播给所有群成员，并将公共参数和群公钥作为公开参数；

所述公共参数由群管理员生成；

所述群公钥由群管理员根据接收来自每个群成员的公钥计算得到，具体如下：所有群成员按照预定的方式生成各自的公私钥对，将公钥通过公共信道发送给群管理员，将身份标识通过安全信道发送给群管理员；群管理员收到每个群成员的公钥后，计算群公钥；

2)认证标签生成

群成员中的数据属主将匿名处理后的身份信息广播给其他群成员，以获得其他群成员对其身份信息的签名；

数据属主对数据进行分块处理，并利用聚合的广播加密算法的数据签名算法为每个数据块生成对应的认证标签；

数据属主将数据块及其认证标签一起外包存储于CSP处；

3)质询生成

群中的某个成员(即验证者，一般为非数据属主成员)在访问使用群组数据时，需要先向CSP发起数据完整性质询。该过程需要与下文的示证生成过程进行交互，并且是分两个子阶段来完成的。

首先，验证者通过简单随机抽样的方式选取要验证的数据块样本，并生成相应的验证参数，并将该验证参数发送给CSP；

其次，在收到CSP返回的抽样数据块的信息后，验证者生成第二阶段的验证参数，并发送给CSP；

4)示证生成