CN106341371A - 云存储数据的加密方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种将数据加密上传、密钥用户自己掌握的安全性高的云存储数据的加密方法，加解密过程与文件的上传下载过程是融合在一起的，文件的加解密操作都在客户端完成，传输过程中数据都以密文形式存在，所有在广域网上的用户数据内容都是以密文形态存在。本发明的有益效果为：高强度加密，数据可靠性高，可根据公司的需求组建不同的安全共享群组，保证了存储的高效性以及文件内容的安全性，有效解决了安全性与高效性的矛盾；可实现密文数据增量备份，支持PC机、手机、PAD等多终端接入。

Description

云存储数据的加密方法及其系统
技术领域
本发明涉及云存储的技术领域，特别是涉及云存储数据的加密方法以及云存储系统。
背景技术
云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是一种新兴的网络存储技术，是指通过集群应用、网络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。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说，云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。
但是云存储存在一定的安全隐患。
从用户的操作安全方面看，大多数的云存储都设计了多客户端数据同步机制，一般以最后一次更新为标准，其他客户端开启时自动同步。当一个用户在公司编辑某个文件后，回到家中再次编辑，那么当他再次回到公司时文件已是昨晚在家更新过的，这是理想状态下的。在很多时候用户编辑一个文件后，会发现编辑有误，想取回存在公司的文件版本时，可能在没有支持版本管理云存储中你的副本也已经被错误的更新了。
从服务端的安全操作方面看，云存储服务器早已经成为了黑客入侵的目标，服务器的安全性直接影响着用户上传数据的安全，多数的云存储厂商都预备安全防护方案，但是防护方案并不完善。同时，对于云盘运营商来说，任何人上传的数据他们都可以访问，一些敏感的信息就不能放心的上传至云端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种将数据加密上传、密钥用户自己掌握的安全性高的云存储数据的加密方法，以及一种基于分片的加密增量同步传输及存储的云存储系统。为此，本发明采用以下技术方案：
云存储数据的加密方法，
加解密过程与文件的上传下载过程是融合在一起的，文件的加解密操作都在客户端完成，传输过程中数据都以密文形式存在，所有在广域网上的用户数据内容都是以密文形态存在；
文件上传包括以下过程：
1.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
1.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
1.3、客户端计算出待上传文件的文件头并上传；
1.4、客户端对上传文件进行切块处理，客户端对数据块进行加密处理，加密的密钥是采用第1.2步骤获取到的结果，每加密完成一个数据块，就把该数据块放入上传队列；
1.5、上传成功后，客户端与系统后台断开连接；
文件下载包括以下过程：
2.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
2.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
2.3、客户端下载待下载文件的文件头并进行解析（获得文件大小，hash值等）；
2.4、客户端对下载文件进行切块处理，客户端对数据块进行解密处理，解密的密钥是采用第2.2步骤获取到的结果，每解密完成一个数据块，就把该数据块放入下载队列；
2.4.1、若未有部分下载文件，先创建一个配置文件，该配置文件用于保存辞文件头及下载目标，下载文件头；
2.4.2、解析文件头；
2.4.3、若存在部分下载文件，向服务器发送文件流位置命令，若没有则跳过此步；
2.4.4、下载并同时解密文件，如果为断点续传，IV每8M初始；
2.4.5、下载完毕，比对hash值，下载好的文件和文件头中的hash值不一致则下载失败；
2.5、下载成功后，客户端与系统后台断开连接。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
在客户端设置有本地的自动备份文件夹，每一分钟扫描本地自动备份文件夹，若文件有变动或新增，该变动都将以密文形式自动同步至云端。
所述加密方法采用SM4国密算法对数据块进行加密处理和解密处理。
本发明还提供了另一种技术方案：
云存储系统，包括：
用户管理模块，用于管理用户的账号信息、查看云盘的空间大小、修改用户密码、修改历史版本数；
产品购买模块，用于提供云盘存储空间的扩容及续保功能；
云端文件管理模块，用于负责删除已经上传到云端的文件或文件夹；
历史版本查询及下载模块，用于使用户能够查看已上传文件的历史版本，并能够下载其中的任一版本到本地；
文件分享模块，用于将需要与群成员共享的文件上传至群空间，使群成员都能查看、修改、删除该文件；
日志审计模块，用于记录用户在web界面的所有操作；
所述云存储系统还包括，
加密模块，用于在用户上传文件时加密、下载文件时解密，保证数据的安全性；
文件传输模块，用于提供文件的加密上传和下载功能；
自动备份，用于将选择的本地文件夹内的任意修改自动上传到云端，但本地文件夹中某些文件的删除不会在云端同步删除，来确保用户备份的信息完整；
密钥管理模块，用于提供加密密钥的设置和修改，在密钥丢失或误删的情况下，从客户端的密钥管理中导入该密钥文件。
由于采用本发明的技术方案，本发明的有益效果为：
1.高强度加密，采用云存储安全领域国内首创的SM4高强度加密算法，进行在线实时加脱密、完整性校验及密钥管理，由用户完全自主掌握密钥，实现真正连运营商及系统开发商也无法解密浏览用书数据，保证用户数据在云端的安全；
2.数据可靠性高，每一份加密数据都有三重冗余；
3.可根据公司的需求组建不同的安全共享群组，将组间数据进行严格的访问控制，同组用户分享方便快捷；
4.基于文件内容的分片及重组技术，和基于分片的加密增量同步传输及存储技术，保证了存储的高效性以及文件内容的安全性，有效解决了安全性与高效性的矛盾；
5.自动备份目录可实现密文数据增量备份，若删除了本地文件夹中的某些内容，在云端并不会自动删除，确保用户备份的信息完整；
6.支持PC机、手机、PAD等多终端接入。
具体实施方式
以下对本发明提供的云存储数据的加密方法及其系统作进一步说明。
实施例一，本发明涉及的云存储数据的加密方法，加解密过程与文件的上传下载过程是融合在一起的，即文件一边上传一边加密，文件一边下载一边解密。文件的加解密操作都在客户端完成，传输过程中数据都以密文形式存在，所有在广域网上的用户数据内容都是以密文形态存在；
文件上传包括以下过程：
1.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
1.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
1.3、客户端计算出待上传文件的文件头并上传；
1.4、客户端对上传文件进行切块处理，客户端对数据块进行加密处理，加密的密钥是采用第1.2步骤获取到的结果，每加密完成一个数据块，就把该数据块放入上传队列；
1.5、上传成功后，客户端与系统后台断开连接；
文件下载包括以下过程：
2.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
2.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
2.3、客户端下载待下载文件的文件头并进行解析（获得文件大小，hash值等）；
2.4、客户端对下载文件进行切块处理，客户端对数据块进行解密处理，解密的密钥是采用第2.2步骤获取到的结果，每解密完成一个数据块，就把该数据块放入下载队列；
2.4.1、若未有部分下载文件，先创建一个配置文件，下载文件头；
2.4.2、解析文件头；
2.4.3、若存在部分下载文件，向服务器发送文件流位置命令，若没有则跳过此步；
2.4.4、下载并同时解密文件；
2.4.5、下载完毕，比对hash值；
2.5、下载成功后，客户端与系统后台断开连接。
实施例二，为了保证用户使用的高效性，在客户端设置有本地的自动备份文件夹，每一分钟扫描本地自动备份文件夹，若文件有变动或新增，该变动都将以密文形式自动同步至云端。其他与实施例一相同。
实施例三，为了保证用户使用的安全性，加密方法采用SM4国密算法对数据块进行加密处理和解密处理。其他与实施例一相同。
实施例四，本发明涉及的云存储系统，包括：
用户管理模块，用于管理用户的账号信息、查看云盘的空间大小、修改用户密码、修改历史版本数；
产品购买模块，用于提供云盘存储空间的扩容及续保功能；
云端文件管理模块，用于负责删除已经上传到云端的文件或文件夹；
历史版本查询及下载模块，用于使用户能够查看已上传文件的历史版本，并能够下载其中的任一版本到本地；
文件分享模块，用于将需要与群成员共享的文件上传至群空间，使群成员都能查看、修改、删除该文件；
日志审计模块，用于记录用户在web界面的所有操作；
所述云存储系统还包括，
加密模块，用于通过使用国密SM4算法，在用户上传文件时加密、下载文件时解密，密钥由用户保存在本地，云端的数据必须有密钥才能解密，保证数据的安全性；
文件传输模块，用于提供文件的加密上传和下载功能；
自动备份，用于将选择的本地文件夹内的任意修改自动上传到云端，但本地文件夹中某些文件的删除不会在云端同步删除；
密钥管理模块，用于提供加密密钥的设置和修改，在密钥丢失或误删的情况下，从客户端的密钥管理中导入该密钥文件，该密钥文件也会提供给用户进行备份。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (4)

1.云存储数据的加密方法，其特征在于：
加解密过程与文件的上传下载过程是融合在一起的，文件的加解密操作都在客户端完成，传输过程中数据都以密文形式存在，所有在广域网上的用户数据内容都是以密文形态存在；
文件上传包括以下过程：
1.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
1.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
1.3、客户端计算出待上传文件的文件头并上传；
1.4、客户端对上传文件进行切块处理，客户端对数据块进行加密处理，加密的密钥是采用第1.2步骤获取到的结果，每加密完成一个数据块，就把该数据块放入上传队列；
1.5、上传成功后，客户端与系统后台断开连接；
文件下载包括以下过程：
2.1、客户端与云存储系统后台建立连接；
2.2、客户端从云存储系统后台获得用户自己设置的密钥因子，计算出对称密钥；
2.3、客户端下载待下载文件的文件头并进行解析（获得文件大小，hash值等）；
2.4、客户端对下载文件进行切块处理，客户端对数据块进行解密处理，解密的密钥是采用第2.2步骤获取到的结果，每解密完成一个数据块，就把该数据块放入下载队列；
2.4.1、若未有部分下载文件，先创建一个配置文件，下载文件头；
2.4.2、解析文件头；
2.4.3、若存在部分下载文件，向服务器发送文件流位置命令，若没有则跳过此步；
2.4.4、下载并同时解密文件；
2.4.5、下载完毕，比对hash值；
2.5、下载成功后，客户端与系统后台断开连接。
2.如权利要求1所述的云存储数据的加密方法，其特征在于：在客户端设置有本地的自动备份文件夹，每一分钟扫描本地自动备份文件夹，若文件有变动或新增，该变动都将以密文形式自动同步至云端。
3.如权利要求1所述的云存储数据的加密方法，其特征在于：所述加密方法采用SM4国密算法对数据块进行加密处理和解密处理。
4.云存储系统，包括：
用户管理模块，用于管理用户的账号信息、查看云盘的空间大小、修改用户密码、修改历史版本数；
产品购买模块，用于提供云盘存储空间的扩容及续保功能；
云端文件管理模块，用于负责删除已经上传到云端的文件或文件夹；
历史版本查询及下载模块，用于使用户能够查看已上传文件的历史版本，并能够下载其中的任一版本到本地；
文件分享模块，用于将需要与群成员共享的文件上传至群空间，使群成员都能查看、修改、删除该文件；
日志审计模块，用于记录用户在web界面的所有操作；
其特征在于：所述云存储系统还包括
加密模块，用于在用户上传文件时加密、下载文件时解密，保证数据的安全性；
文件传输模块，用于提供文件的加密上传和下载功能；
自动备份，用于将选择的本地文件夹内的任意修改自动上传到云端，但本地文件夹中某些文件的删除不会在云端同步删除；
密钥管理模块，用于提供加密密钥的设置和修改，在密钥丢失或误删的情况下，从客户端的密钥管理中导入该密钥文件。
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