[发明专利]一种基于哈希前缀树的数据完整性验证方法

摘要

本发明属于云存储技术领域，公开了一种基于哈希前缀树的数据完整性验证方法，包括：服务器基于哈希前缀树来判断该文件块是否为重复数据块，当服务器在哈希前缀树中找到一条路径与该文件块编码对应，则说明服务器已存储了相同的文件块，该文件块为重复块，并通知客户端。客户端在得知该文件块为重复块之后，将不再对该文件块进行打标签以及上传操作，从而避免数据冗余。本发明能够少解决现有技术存在的数据冗余、浪费存储空间的问题，在实现数据完成性验证的同时，能够对数据进行去重，避免存储空间的浪费。

主权项

1.一种基于哈希前缀树的数据完整性验证方法，其特征在于，所述哈希前缀树包括：一个根节点以及若干分支节点、中间节点和叶子节点；其中，分支节点和中间节点由编码部分和指针部分构成，分支节点的编码部分包含n个字符，指针部分包含与所述n分字符分别对应的n个节点指针，每个节点指针指向空或分支节点的后继节点；中间节点的编码部分包含一字符串，指针部分包含1个指针，该指针指向中间节点的后继节点；叶子节点由编码部分和哈希值部分构成，叶子节点的编码部分包含一字符串；每个叶子节点对应存储于服务器的一个文件块，从根节点到每个叶子节点均存在唯一一条路径，路径上所有节点的编码部分按照从上到下的顺序排列而成所得的字符串即为对应文件块的编码字符串，叶子节点的哈希值部分即为所述文件块的存储位置哈希值；所述方法包括：客户端生成私钥及公钥，将待上传文件文件F分割为N个大小相同的文件块，并使用哈希加密算法计算各文件块的数据指纹，对数据指纹进行十六进制编码，进而将编码得到的数据作为各文件块对应的编码字符串，向所述服务器发送各文件块对应的编码字符串；N为整数且N≥2；所述服务器接收各文件块对应的编码字符串，并根据所述编码字符串查询所述哈希前缀树，确定其中的非重复块和重复块；对于所述文件F的各非重复块：所述服务器向所述客户端发送上传指示消息，所述上传指示消息中携带有各非重复块的逻辑块号；所述客户端接收到所述上传指示消息后，根据生成的私钥为各非重复块生成对应的同态认证标签，并向所述服务器发送各非重复块及对应的同态认证标签；所述服务器接收各非重复块及对应的同态认证标签，存储各非重复块及对应的同态认证标签，并在所述哈希前缀树中增加各非重复块对应的路径，将各非重复块的存储位置哈希值写入所述文件F的存储索引表；其中，各非重复块的存储位置与其对应的同态认证标签的存储位置相隔固定存储空间Δ，Δ为单个文件块占用的存储空间；对于所述文件F的各重复块：所述服务器查询所述哈希前缀树以确定各重复块的存储位置哈希值，将各重复块的存储位置哈希值写入所述文件F的存储索引表；所述客户端生成挑战请求，向所述服务器发送所述挑战请求，请求对所述文件F进行完整性验证；所述服务器接收所述挑战请求，并根据所述挑战请求以及所述文件F的存储索引表，生成对应的证据，向所述客户端发送所述证据；所述客户端接收所述证据，根据所述证据以及生成的公钥进行验证，判定所述服务器是否完整地持有所述文件F。