一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法技术

本发明专利技术公开了一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法，包括如下步骤：(1)密钥生成；(2)文件初始化；(3)数据块初始化；(4)数据块验证；(5)文件存储；(6)生成挑战；(7)生成证据；(8)验证证据；(9)文件解密。本发明专利技术基于盲签名构造了一个安全的密钥生成协议，实现了对收敛密钥的二次加密，保证了密钥的安全性；并在此基础上提出了一个新的基于签名的拥有权证明方法，它能够确保用户以一个更加安全高效的方式向云服务器证明其确实拥有云端的某个文件，并且它能够同时实现对密文文件的文件级和块级去重。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及云存储和信息安全
，特别是一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法。
技术介绍
随着云存储服务的广泛使用，越来越多的企业和个人将他们的数据信息外包给云服务提供商(Cloud Service Provider，CSP)，这将会在云端产生大量的冗余数据。所以，云服务提供商将面临的一个严峻的挑战就是如何高效地管理持续增加的数据。为此，研究人员提出了一种客户端的数据去重技术，它使得CSP对相同文件只存储一次，所有拥有该文件的用户只能通过那份唯一的拷贝来访问文件。更具体地来说，就是CSP只在接收到第一个用户上传请求的时候，执行数据文件的存储；对于后面的上传请求，只是分配一个原始数据副本的链接。这样既节约了存储空间，也节约了传输带宽。然而，客户端的数据去重存在一个很大的安全问题：攻击者可能凭借单一的文件hash值就可以从云端获得相应文件的下载权限。这类攻击的根本原因是一个很短的文件hash值就可以代表整个文件，一旦攻击者获得此hash值，就可以获得整个文件。为了解决这个问题，一个拥有权证明(Proof of Ownership，PoW)的方法被提出。PoW就是一个在证明者和验证者之间的交互的协议。通过执行这个协议，证明者使验证者相信，他/她确实是一个被验证者存储的文件的所有者。因此，对于客户端的数据安全去重来说，PoW是相当重要的。此外，云服务器是诚实而好奇的，它可能窃取用户的数据隐私。因此，用户在将数据上传至云服务器之前，需要对数据进行加密来实现数据隐私保护。然而，当不同用户利用各自的私钥对相同的文件进行加密时，将会产生不同的密文，不利于云服务器对相同文件进行去重。一种收敛加密的技术被提出，它利用数据本身产生的一个hash值作为数据的加密密钥，这样相同的数据文件将会产生相同的密文，便于云服务器进行去重处理。但是，收敛加密存在很大的安全漏洞，如字典攻击：对于可预测的文件，攻击者很容易推导出收敛密钥，并检测文件是否存在于云服务器中。另外，收敛加密会产生很多的收敛密钥，这给用户对自己密钥的管理造成了很大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种安全、高效的云存储中密文数据的客户端安全去重方法，以实现对收敛密钥的二次加密，保证数据的隐私，预防暴力字典攻击。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法，针对加密数据的客户端去重模型，去重过程涉及到的实体如下：用户Users，云服务提供商CSP和密钥服务器KS，具体步骤如下：步骤1，密钥生成：用户为每一个数据块mi计算相对应的加密密钥ki，1≤i≤n，n为数据块的总数；步骤2，文件初始化：用户为每一个数据块mi计算块密文Ci，同时生成文件的标签T＝(T1,T2)，其中T1用于数据完整性验证，T2用于块签名的验证；步骤3，数据块初始化：当云端不存在文件标签T时，用户为每一个数据块mi计算块标签τi和块签名σi，其中τi用于块的索引，σi用于块存在的证明；同时，用户用自己的私钥sk加密每一个块密钥得到密钥的密文Ckey；步骤4，数据块验证：当云端存在数据块标签τi时，执行块去重；CSP验证用户上传的数据块签名σi是否正确，从而判断用户和CSP是否拥有相同的数据块，并将验证结果返回给用户；步骤5，文件存储：当云端不存在数据块标签τi时，请求用户上传数据块签名σi、块密文Ci和密钥的密文Ckey至CSP，CSP验证块标签和块密文是否来自相同文件，并且验证块签名σi的正确性；最终，CSP存储每一个块标签、块签名、块密文、密钥的密文；并给用户分配相应的权限；步骤6，生成挑战：当云端存在文件标签T时，执行文件去重；CSP生成挑战信息chal＝{i,vi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法，其特征在于，针对加密数据的客户端去重模型，去重过程涉及到的实体如下：用户Users，云服务提供商CSP和密钥服务器KS，具体步骤如下：步骤1，密钥生成：用户为每一个数据块mi计算相对应的加密密钥ki，1≤i≤n，n为数据块的总数；步骤2，文件初始化：用户为每一个数据块mi计算块密文Ci，同时生成文件的标签T＝(T1,T2)，其中T1用于数据完整性验证，T2用于块签名的验证；步骤3，数据块初始化：当云端不存在文件标签T时，用户为每一个数据块mi计算块标签τi和块签名σi，其中τi用于块的索引，σi用于块存在的证明；同时，用户用自己的私钥sk加密每一个块密钥得到密钥的密文Ckey；步骤4，数据块验证：当云端存在数据块标签τi时，执行块去重；CSP验证用户上传的数据块签名σi是否正确，从而判断用户和CSP是否拥有相同的数据块，并将验证结果返回给用户；步骤5，文件存储：当云端不存在数据块标签τi时，请求用户上传数据块签名σi、块密文Ci和密钥的密文Ckey至CSP，CSP验证块标签和块密文是否来自相同文件，并且验证块签名σi的正确性；最终，CSP存储每一个块标签、块签名、块密文、密钥的密文；并给用户分配相应的权限；步骤6，生成挑战：当云端存在文件标签T时，执行文件去重；CSP生成挑战信息chal＝{i,vi}i∈I，再将该挑战信息返回给用户，其中I为[1,n]的任意子集，随机数vi∈Zq，其中Zq是q阶素数域；步骤7，生成证据：用户收到挑战信息后，根据所选的块生成响应证据PV，并返回给CSP；步骤8，验证证据：CSP验证响应证据PV的正确性，从而判断用户和CSP是否拥有相同的文件，并将验证结果返回给用户；步骤9，文件解密：当用户需要从CSP下载文件时，CSP首先验证用户身份的合法性，并将密钥的密文Ckey和块密文Ci返回给用户；用户首先利用自己的私钥sk解密得到每一个块密钥ki；然后，再利用ki解密每一个块密文Ci得到块明文mi。...

【技术特征摘要】
1.一种云存储中密文数据的客户端安全去重方法，其特征在于，针对加密数据的客户端去重模型，去重过程涉及到的实体如下：用户Users，云服务提供商CSP和密钥服务器KS，具体步骤如下：步骤1，密钥生成：用户为每一个数据块mi计算相对应的加密密钥ki，1≤i≤n，n为数据块的总数；步骤2，文件初始化：用户为每一个数据块mi计算块密文Ci，同时生成文件的标签T＝(T1,T2)，其中T1用于数据完整性验证，T2用于块签名的验证；步骤3，数据块初始化：当云端不存在文件标签T时，用户为每一个数据块mi计算块标签τi和块签名σi，其中τi用于块的索引，σi用于块存在的证明；同时，用户用自己...

【专利技术属性】
技术研发人员：付安民，宋建业，苏铓，朱一明，丁纬佳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32