[发明专利]基于区块链的公共云存储数据完整性检验方法

说明书

本发明提供一种基于区块链的公共云存储数据完整性检验方法，基于以太坊区块链技术，其安全性依赖于以太坊区块链的安全性，与现有的云数据完整性检验方案相比本方案可以有效的抵御恶意TPA与懒惰的TPA：当TPA背离正确的协议内容时，不会威胁到本方案的安全性，不能成功的欺骗云用户；当TPA不在规定时间进行数据完整性检验时，用户会发现TPA的懒惰行为。

技术领域

本发明是一个能够抵抗懒惰和恶意审计者的云存储数据完整性检验方法，它属于通信技术领域，解决了存储于云服务器上的数据完整性保证问题，因其利用了以太坊区块链技术，故解决了传统的数据完整性检验方法中存在的无法抵抗懒惰审计者和恶意审计者的问题，提供了更强的安全性保证。

背景技术

云存储服务为用户提供了一种简便、高效的数据管理方式，使用户可以将自己的海量数据存储于云服务器中，按需访问外包存储的数据。云存储服务使用户免于本地数据存储与维护的压力，并为用户提供了极为灵活便捷的数据存取方式。数据外包至云中存储是当前数据存储的重要手段和趋势。

和传统的数据存储方式相比，云存储服务具有巨大的优势。然而，外包存储的数据也面临着新的安全挑战。由于用户将自己的数据存储于云服务器后，数据便完全受控于服务器，这使存储于云上的数据的完整性面临着严重的安全威胁，主要表现在以下几个方面：

1.外部安全威胁。尽管云服务器利用了更加安全的存储技术并提供了更加可靠的存储设备，但是，在实际的云环境中，存在着众多恶意的敌手，他们出于各自的利益，试图篡改或毁坏存储于云服务器上的用户数据。

2.内部安全威胁。对云服务提供商自己而言，在经济利益的驱使下，他们很有可能不会将数据的真实状态回馈给用户。确切的说，如果存储于云服务器上的数据由于云服务提供商自己的过失而遭到破坏，为了逃避责任或维护声誉，云服务提供商很可能会隐瞒数据已经遭到破坏的事实。

为了解决上述问题,我们需要周期性的对存储于云上的数据进行完整性检验。近年来，公共检验技术成为了数据完整性检验的核心技术之一，并得到了广泛的应用。公共检验将检验外包存储的数据完整性工作委托给一个有能力的独立第三方(Third-partyAuditor，TPA)进行，在检验的过程中无需用户参与，因此公共检验技术在外包数据的完整性方面为用户提供了强有力的安全保证。

Ateniese等人对于公共检验技术进行了先行研究，他们提出了一种名为数据可回取证明技术(proofs of retrievability,POR)。利用该技术对云数据完整性的进行检验能够极大的减少了用户的计算开销与通信开销。后续Hovav Shacham与Brent Waters提出了一种简洁的POR技术，其中支持公共审计的方案则是利用一个BLS短签名来进行数据完整性检验的。在Hovav Shacham与Brent Waters的工作之上，诸多公共完整性审计方案都被提出，但是绝大多数公共完整性审计方案中，都假设TPA是一个完全可信的实体，相应地，当TPA有恶意行为时，这些方案都面临着严重的安全威胁。详细来说，TPA的恶意行为主要是它与云服务器合谋，来欺骗用户。第一种欺骗是TPA与云服务器合谋，在外包存储在云上的数据的完整性遭到破坏后，依然欺骗用户，隐瞒数据遭到破坏的事实；第二种欺骗是TPA与云服务器合谋，不在规定的时间检验外包存储的数据完整性，我们称这样的TPA为懒惰的TPA。这种恶意行为会从根本上破坏公共检验的功能性，使得用户不能在数据完整性遭到破坏后尽快得知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够抵抗恶意和懒惰审计者的云存储数据完整性公共检验方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，基于区块链的公共云存储数据完整性检验方法，包括步骤：

系统初始化阶段：系统生成必要的公共参数，并生成用户的签名密钥与对应的认证密钥。