云存储环境下多副本数据持有性证明的研究与实现

Abstract

云存储是云服务提供商(Cloud Service Provider,CSP)提供的一种存储服务,越来越多的组织和个人接受这种服务形式并将数据外包到CSP来减轻本地的存储压力。为了提高数据的可靠性和可用性,用户希望CSP为其存储多个文件副本。而用户存储的文件副本数越多,需要支付给CSP的费用也就越高。由于上传到云端的数据不再受用户本人直接控制,CSP可能通过少存用户的文件副本来节省存储空间,从而获取更大的利益。此外,用户存储在云端的数据的完整性可能遭到破坏,因此从用户的角度研究如何验证存储在云端的多副本数据的完整性具有重要意义。数据持有证明(Provable data possession,PDP)方案是验证云端数据完整性的主要方法,多副本数据持有性证明方案是在传统PDP方案的基础上发展和扩展而来,是对用户存储在云端的多个文件副本的验证方法。多副本数据持有性证明方案(如MBPMDDP方案)通常采用幂运算的方法生成每个文件副本的块标签,再利用同态线性认证的方法,将多个副本的相同块标签结合成一个同态标签来对所有文件副本进行验证。但是这种标签生成方法计算开销大,并且在验证阶段无法对单一副本进行验证来定位损坏块。本文