一种分布式云安全存储方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式云安全存储方法、系统和存储介质，分布式云安全存储方法，包括：将目标文件分割为若干数据块，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块；使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱；将置乱后的加密数据块上传至不同的云主机中分布式存储，并在本地主机建立存储索引；根据存储索引，从云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据置乱密钥进行逆置乱，根据加密密钥分别进行解密，并重组目标文件。支持目标文件分块加密并进行随机置乱，传输云端多个不同的云主机分布式存储，授权用户可以打开系统，从云主机下载目标文件对应的加密数据块，支持用户无障碍浏览使用文件，可以有效避免传输过程中的数据泄密。免传输过程中的数据泄密。免传输过程中的数据泄密。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式云安全存储方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及云存储领域，具体为一种分布式云安全存储方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]数据安全和隐私保护已成为全球性议题。近年来，数据窃取、隐私泄露和数据滥用等数据安全事件频繁发生，给政府、企业和个人造成了巨大的经济损失。随着云计算、大数据等新一代信息技术的广泛应用和数据中心虚拟化的部署，企业应用系统开始向云端迁移，数据来源更加多样，传统的边界安全防护手段难以奏效，数据面临着更高的安全隐患。例如，在企业上云过程中，数据安全和隐私泄露成为企业，尤其是中大型企业上云的主要担忧因素。统计数据显示，76％的企业因为数据安全隐患不敢上云。因此，发展云安全存储技术，为数据安全筑起保护屏障迫在眉睫。
[0003]目前主流的云存储软件工具，大多数采用的是BS结构。然而，BS结构安全性偏低。第一，数据传输过程中存在被窃取的风险，未进行本地加密的数据安全风险极大。第二，由于应用程序都安装在云端，应用与数据均在云中，面临着较高的反编译风险，一旦云安全防线被突破，很容易造成应用程序与数据的丢失。第三，由于密钥也存储在云中，数据安全隐患较大。
[0004]为了解决上述问题，针对于云端数据所有权与管理权分离等特点，本公开专利技术了一种分布式云安全存储方法及系统，支持原文件本地分块加密、置乱，并分别存储在云端不同的云主机中，密钥存在本地主机中，既保证了传输过程中的数据安全，又保证了云端分布式存储数据的安全性。即使攻击者窃取到几个云端加密数据块，由于没有加密密钥和置乱密钥，他也无法重组并恢复原文件。由于数据块大小相同，可以有效的抵御大数据分析，攻击者无确定加密数据块对应的原文件。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种分布式云安全存储方法、系统和存储介质，解决目前存在的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供一种分布式云安全存储方法，包括：
[0008]将目标文件分割为若干数据块，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块，加密算法配置有加密密钥；
[0009]使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱，所述置乱算法配置有置乱密钥；
[0010]将置乱后的加密数据块上传至不同的云主机中分布式存储，并在本地主机建立存储索引；
[0011]根据所述存储索引从云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据置乱密钥进行逆置乱，根据加密密钥分别进行解密，并重组目标文件。
[0012]进一步的，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块，包括：若目标文件的大小不大于预设阈值，则按照第一模式分割，否则按照第二模式分割。
[0013]进一步的，所述第一分割模式、第二分割模式为将目标文件按照预设大小进行分割，优选为大小相同的数据块，在最后一个数据块尾部添加补充信息，使得其与其他数据块大小相同。
[0014]进一步的，使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱，置乱算法配置有置乱密钥，包括：使用置乱密钥生成随机数对加密数据块进行随机置乱。
[0015]进一步的，根据存储索引从云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据所述置乱密钥进行逆置乱，包括：
[0016]根据置乱密钥生成随机数，下载对应的加密数据块至本地主机中，根据密钥生成随机数，对加密数据块进行逆置乱，恢复原来的分块顺序。
[0017]进一步的，根据加密密钥分别进行解密，并重组目标文件。
[0018]进一步的，所述存储索引包括：每一个加密置乱数据块对应的存储云主机。
[0019]进一步的，所述预设阈值为64K、1M、2M、10M、512M或者1G。根据本专利技术的另一个方面，提供一种分布式云安全存储系统，包括
[0020]分块加密模块，配置用于将目标文件分割为若干数据块，优选为大小相同的数据块，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块，加密算法配置有加密密钥；
[0021]数据块置乱模块，配置用于使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱，置乱算法配置有置乱密钥；
[0022]数据存储模块，配置用于将置乱后的加密数据块上传至不同的云主机中分布式存储，并在本地主机建立存储索引；
[0023]重组解密模块，配置用于根据存储索引由云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据所述置乱密钥进行逆置乱，根据加密密钥分别进行解密，并重组目标文件。
[0024]进一步的，所述分块加密模块，包括判断单元，所述判断单元配置用于判断目标文件的大小不大于预设阈值；
[0025]若目标文件的大小不大于预设阈值，则按照第一模式分割，否则按照第二模式分割。
[0026]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种设备，包括：
[0027]一个或多个处理器；
[0028]存储器，用于存储一个或多个程序，
[0029]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上任一项所述的方法。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法。
[0031]其中涉及的SM4，原名SMS4.0，是中华人民共和国政府采用的一种分组密码标准，由国家密码管理局于2012年3月21日发布。相关标准为“GM/T 0002
‑
2012《SM4分组密码算法》(原SMS4分组密码算法)”。
[0032]AES，密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)，又称
Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种分组加密标准。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1、本专利技术示例的分布式云安全存储方法，支持目标文件分块加密并进行随机置乱，传输云端多个不同的云主机分布式存储，授权用户可以打开系统，从云主机下载目标文件对应的加密数据块，支持用户无障碍浏览使用文件，可以有效避免传输过程中的数据泄密。
[0035]2、本专利技术示例的分布式云安全存储方法，目标文件的大小不大于预设阈值，则按照第一模式分割，否则按照第二模式分割，比如，对于不大于1M的文件，按照64K大小分块；对于大于1M的数据按照1M大小分块；在最后一个数据块尾部添加足够的0，使得其与其他数据块大小相同。
[0036]3、本专利技术示例的分布式云安全存储方法，使用SM4或者AES对称加密算法分块加密，输入密钥后系统自动下载原文件加密数据并解密，。
[0037]4、本专利技术示例的分布式云安全存储方法，将待加密原文件本地分块加密并进行了随机置乱，可以有效避免传输过程中的数据泄密；加密数据块在云端分布式的随机无序存在多个云主机中，可以防止攻击者获得原文件的所有加密数据；即使攻击者获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式云安全存储方法，其特征在于，包括：将目标文件分割为若干数据块，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块，加密算法配置有加密密钥；使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱，所述置乱算法配置有置乱密钥；将置乱后的加密数据块上传至不同的云主机中分布式存储，并在本地主机建立存储索引；根据存储索引，从云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据所述置乱密钥进行逆置乱，根据加密密钥分别进行解密，并重组目标文件。2.根据权利要求1所述的分布式云安全存储方法，其特征在于，将数据块使用SM4或者AES加密算法进行分块加密，得到加密数据块，包括：若目标文件的大小不大于预设阈值，则按照第一模式分割，否则按照第二模式分割。3.根据权利要求2所述的分布式云安全存储方法，其特征在于，所述第一分割模式、第二分割模式为将目标文件按照预设大小进行分割，并在最后一个数据块尾部添加补充信息，使得其与其他数据块大小相同。4.根据权利要求1所述的分布式云安全存储方法，其特征在于，使用预设的置乱算法对加密数据块进行随机置乱，所述置乱算法配置有置乱密钥，包括：使用置乱密钥生成随机数对加密数据块进行随机置乱。5.根据权利要求4所述的分布式云安全存储方法，其特征在于，从云主机下载目标文件对应的加密数据块，根据所述置乱密钥进行逆置乱，包括：根据存储索引，下载对应的加密数据块至本地主机中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐淑奖，王连海，张淑慧，匡瑞雪，王金鹏，于菲菲，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：