CN103414682A - 一种数据的云端存储方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于计算机技术领域,提供了一种数据的云端存储方法及系统,包括:接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将密文数据分割为预设数量的密文数据分片;接收客户端通过预设通信通道发送的用于密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将密钥分割为预设数量的密钥数据分片;将预设数量的密钥数据分片对应附加到预设数量的密文数据分片上;将预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。本发明实施例将密文数据和加密密钥通过预设的数据冗余分割算法分割为数据分片,用户无需依靠自身来保存密钥,恢复密钥、密文数据必需得到预设数量的数据分片才能成功,从而提高了云端用户数据以及密钥的安全性。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域,尤其涉及一种数据的云端存储方法及系统。
背景技术
云存储(Cloud Storage)是在云计算(Cloud Computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。
随着云计算,云存储等产品的不断推出,对云中数据安全性的需求日渐突出,当数据被放入云中时数据将面临来自各个方面的安全威胁,主要表现在:用户很难通过有效的技术手段保证云存储服务提供者(对用户存放数据的计算机绝对的控制权)不会非法获取和使用用户存储的数据,当需要对用户数据进行差异化保护时,则简单地使用加密方式的叠加来实现,加密过程复杂,其次,由于数据被存储在云存储设备中,与存放在用户个人计算机不同,一个用户的数据与另一个用户的数据可能紧密相邻,相邻用户可以通过各种方式来非法访问或窃取相邻用户的数据,另外,与传统的存储系统类似,云中的数据也会面临黑客的窃取。然而,现有技术无法提供一种有效的数据加密或存储方式来保证云存储中用户的数据安全,导致云存储中数据安全性不高,用户私密数据难以得到较好的保护,阻碍了云存储服务的进一步发展。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种数据的云端存储方法,旨在解决由于现有技术无法提供一种有效的数据加密方式来保证云存储中用户的数据安全,云端数据差异化保护复杂的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种数据的云端存储方法,所述方法包括下述步骤:
接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;
将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
本发明实施例的另一目的在于提供一种数据的云端存储系统,所述系统包括:
密文数据分割单元,用于接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
密钥数据分割单元,用于接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
数据分片获取单元,用于将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;以及
数据分片存储单元,用于将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
本发明实施例将客户端发送的经过对称加密后的密文数据和加密密钥通过预设的数据冗余分割算法分割为预设数量的数据片,并存储到对应的云端存储服务器,用户无需依靠自身来保存密钥,密钥、密文数据的恢复必需得到预设数量的数据分片才能成功,从而提高了云端用户数据的安全。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的数据的云端存储方法的实现流程图;
图2是本发明实施例二提供的数据的云端存储方法的实现流程图;
图3是本发明实施例三提供的数据的云端存储系统的结构图;以及
图4是本发明实施例四提供的数据的云端存储系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:
实施例一:
图1示出了本发明实施例一提供的数据加密方法的实现流程,详述如下:
在步骤S101中,接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据。
在本发明实施例中,预设的对称加密算法可以是高级加密标准(AdvancedEncryption Standard,AES)算法,也可以是其它对称加密算法。由于客户端的明文数据通过预设的对称加密算法进行了加密,因此,客户端发送的密文数据可以通过公共信道进行发发送,从而在不提高网络资源消耗的情况下,提高了客户端数据的安全性以及加密效率。具体地,第一数据冗余分割算法可以为shamir秘密共享算法、抹除码算法或基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法,所述k,L,n为正整数。在本发明实施例中,密文数据分片的划分数量可以根据云端存储服务器的可用数量、使用情况进行设置,在此不用以限制本发明。
在步骤S102中,接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片。
在本发明实施例中,为了保证密钥的安全性,用于加/解密密文数据的密钥也被保存在云端存储服务器上,从而降低了密钥泄露的安全性,同时降低了客户端的密钥保存成本。在具体实施过程中,通过高安全等级的信道将密钥发送给云端服务器,以提高密钥传送过程中的安全性。例如,可以采用SSL安全隧道方式等进行传送。在接收到密钥后,通过预设的第二数据冗余分割算法将密钥分割为密钥数据分片,其中,密钥数据分片的数量与密文数据分片的数量相同。
在步骤S103中,将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片。
在本发明实施例中,将密钥数据分片附加到对应的密文数据分片上时,可以直接添加在密文数据分片的末尾,也可以是通过设置的运算规则进行附加,从而进一步提高密文数据的安全性,具体的附加方式在此不用以限制本发明。
在步骤S104中,将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
在本发明实施例中,客户端发送的密文数据以及密钥被预设的数据冗余分割算法分割为多个数据分片,并被存储到不同的云端存储服务器,若要获取完整的复合数据分片,进而得到密文数据和密钥,则必须获取一定数量的数据分片才能恢复出密钥和密文数据,从而大大提高了密钥和密文数据的安全性。
实施例二:
图2示出了本发明实施例二提供的数据的云端存储方法的实现流程,详述如下:
在步骤S201中,通过一预设密钥和一初始向量在AES加密算法的CBC模式下对用户的明文数据进行加密,以得到对应的密文数据。
在本发明实施例中,优选地,用户的明文数据通过一预设密钥和一预设初始向量在AES加密算法的密码块链接(Cipher-block chaining,CBC)模式下被加密,从而可有效避免加密数据受到主动攻击,提高加密数据的安全性。
在步骤S202中,接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片。
在本发明实施例中,为了实现数据的差异化安全保护,可以根据用户的需要为用户提供对应的安全保护等级。
优选地,在本发明实施例中,通过基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法对接收到的密文数据进行分割的步骤具体可包括下述步骤:
(1)根据预设的安全等级对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的k,L,n参数进行设置,所述k,L,n为正整数。
在本发明实施例中,参数k为阈值,指的是由k个任意数据分片便可以恢复出原始的被分割的密文数据,少于k个分片则无法恢复;L为秘密份额参数(Ramp参数),指的是每次参与计算数据分片运算过程中被分割的密文数据的份数,其余(k-L)份是随机数分数,n为密文数据分片的分片数量。其中,三个参数之间的关系是L<=k<=n,L的值可以由k一直取到1,在此过程中,安全等级逐渐上升。因此,优选地,在本发明实施例中,可预先建立安全等级与L值的映射关系,当接收到设置的安全等级时,获取对应的L值,对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的L值进行赋值,从而实现用户数据的差异化保护,相对于现有技术,简化了数据差异化保护的实现过程。
(2)通过所述基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法将所述密文数据分割为n个密文数据分片。
在步骤S203中,接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片。
优选地,在本发明实施例中,为了提高密钥分片的数据安全性,所述第二数据冗余分割算法为基于(k,1,n)阈值的秘密共享算法,即,每次参与计算一个密钥分片运算过程中被分割的密钥的份数为1份。
在步骤S204中,将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片。
在步骤S205中,将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
在步骤S206中,当接收到客户端发送的数据获取请求时,从所述对应的云端存储服务器上获取k个所述复合数据分片。
在步骤S207中,根据所述k个所述复合数据分片恢复出所述密钥和所述密文数据。
在步骤S208中,将所述密钥和所述密文数据通过各自预设的通信通道发送给客户端,以使所述客户端通过所述密钥解密所述密文数据。
在本发明实施例中,当接收到客户端发送的数据获取请求时,从对应的云端存储服务器上获取k个所述复合数据分片,根据复合数据分片生成的逆过程得到密文数据分片和密钥分片,最终获得密文数据和密钥,密文数据可通过公同信道进行发送,密钥则通过高安全等级的信道进行发送,以提高网络资源的利用率。
在本发明实施例中,结合AES加密算法CBC模式下对用户明文数据的加密,通过对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的L值进行赋值,实现了用户数据的差异化保护,相对于现有技术,本发明实施例在较低的网络资源消耗以及较低的软硬件需求下,提供了用户数据在云端的安全存储,简化了数据差异化保护的实现过程。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质,如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
实施例三:
图3示出了本发明实施例三提供的数据的云端存储系统的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,其中包括:
密文数据分割单元31,用于接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
密钥数据分割单元32,用于接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
数据分片获取单元33,用于将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;以及
数据分片存储单元34,用于将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
在本发明实施例中,数据的云端存储系统各单元的实施方式与实施例中一各步骤对应相同,在此不赘述。
实施例四:
图4示出了本发明实施例四提供的数据的云端存储系统的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,其中包括:
密文数据获取单元30,用于通过一预设密钥和一初始向量在AES加密算法的CBC模式下对用户的明文数据进行加密,以得到对应的密文数据。
密文数据分割单元31,用于接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
密钥数据分割单元32,用于接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
数据分片获取单元33,用于将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;
数据分片存储单元34,用于将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器;
复合数据分片获取单元35,用于当接收到客户端发送的数据获取请求时,从所述对应的云端存储服务器上获取k个所述复合数据分片;
数据恢复单元36,用于根据所述k个所述复合数据分片恢复出所述密钥和所述密文数据;以及
数据发送单元37,用于将所述密钥和所述密文数据通过各自预设的通信通道发送给客户端,以使所述客户端通过所述密钥解密所述密文数据。
具体地,所述密文数据分割单元31包括:
参数设置单元311,用于根据预设的安全等级对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的k,L,n参数进行设置,所述k,L,n的值为正整数;以及
分割子单元312,用于通过所述基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法将所述密文数据分割为n个密文数据分片。
在本发明实施例中,数据的云端存储系统各单元的实施方式与实施例中二各步骤对应相同,在此不赘述。
在本发明实施例中,结合AES加密算法CBC模式下对用户明文数据的加密,通过对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的L值进行赋值,实现了用户数据的差异化保护,相对于现有技术,本发明实施例在较低的网络资源消耗以及较低的软硬件需求下,提供了用户数据在云端的安全存储,简化了数据差异化保护的实现过程,当需要获取密文数据和密钥时,必须获取一定数量的数据分片才能恢复出密钥和密文数据,提高了密钥和密文数据的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据的云端存储方法及系统,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;
将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述接收客户端发送的密文数据的步骤之前,所述方法还包括:
通过一预设密钥和一初始向量在AES加密算法的CBC模式下对用户的明文数据进行加密,以得到对应的密文数据。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片的步骤,包括:
根据预设的安全等级对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的k、L、n参数进行设置,所述k、L、n为正整数;
通过所述基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法将所述密文数据分割为n个密文数据分片。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器的步骤之后,所述方法还包括:
当接收到客户端发送的数据获取请求时,从所述对应的云端存储服务器上获取k个所述复合数据分片;
根据所述k个所述复合数据分片恢复出所述密钥和所述密文数据;
将所述密钥和所述密文数据通过各自预设的通信通道发送给客户端,以使所述客户端通过所述密钥解密所述密文数据。
5.如权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于,所述第二数据冗余分割算法为基于(k,1,n)阈值的秘密共享算法。
6.一种数据的云端存储系统,其特征在于,所述系统包括:
密文数据分割单元,用于接收客户端发送的密文数据,通过预设的第一数据冗余分割算法将所述密文数据分割为预设数量的密文数据分片,所述密文数据为通过预设的对称加密算法加密后的密文数据;
密钥数据分割单元,用于接收客户端通过预设通信通道发送的用于所述密文数据的密钥,通过预设的第二数据冗余分割算法将所述密钥分割为所述预设数量的密钥数据分片;
数据分片获取单元,用于将所述预设数量的密钥数据分片对应附加到所述预设数量的密文数据分片上,以得到所述预设数量的复合数据分片;以及
数据分片存储单元,用于将所述预设数量的复合数据分片分别存储到对应的云端存储服务器。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
密文数据获取单元,用于通过一预设密钥和一初始向量在AES加密算法的CBC模式下对用户的明文数据进行加密,以得到对应的密文数据。
8.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述密文数据分割单元包括:
参数设置单元,用于根据预设的安全等级对基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法中的k、L、n参数进行设置,所述k、L、n为正整数;以及
分割子单元,用于通过所述基于(k,L,n)阈值的秘密共享算法将所述密文数据分割为n个密文数据分片。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
复合数据分片获取单元,用于当接收到客户端发送的数据获取请求时,从所述对应的云端存储服务器上获取k个所述复合数据分片;
数据恢复单元,用于根据所述k个所述复合数据分片恢复出所述密钥和所述密文数据;以及
数据发送单元,用于将所述密钥和所述密文数据通过各自预设的通信通道发送给客户端,以使所述客户端通过所述密钥解密所述密文数据。
10.如权利要求6-9任一所述的系统,其特征在于,所述第二数据冗余分割算法为基于(k,1,n)阈值的秘密共享算法。
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