CN111339572A - 云数据完整性的验证方法、系统、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种云数据完整性的验证方法、系统、终端设备及存储介质,通过获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求;根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。本发明避免了传统完全依赖第三方审计者的中心化的云数据完整性验证方式,由于恶意审计或者无法正常工作导致的云数据完整性验证结果不可靠、验证效率低下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据云存储技术领域,尤其涉及一种云数据完整性的验证方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质。
背景技术
云存储服务为用户提供数据云存储,使得用户可以减少对数据管理和对存储设备管理的成本投入;用户无需投入大量硬件和软件成本,且获取数据可以不再受硬件设备的地域限制,能随时随地从云存储中访问自己的数据。然而,尽管对数据进行云存储服务能够为用户提供极大的便利,但其仍然存在一些安全问题,这其中,进行云存储服务的云数据的是否完整,就是最大的安全担忧之一,因此,如何高效、可靠的检查云数据的完整性对于进行检查从而验证云存储服务的安全,就显得格外的重要。
现有的云数据完整性验证方式通常是:用户将云数据完整性验证需求委托给第三方审计者,由第三方审计者周期性的审查云数据完整性并把审查结果反馈给用户。如此,若第三方审计者基于利益驱使出现恶意审计的情况,则该第三方审计者反馈给用户的云数据完整性验证结果将是不可靠的,或者,该完全依赖第三方审计者的验证方式,在第三方审计者基于任意原因无法正常工作时,用户则无法得知其云数据的完整性,从而无法监控其云数据的存储安全。
综上所述,现有的云数据完整性验证方式难以保证对云数据完整性进行验证的可靠性和高效性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种云数据完整性的验证方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质,旨在解决现有云数据完整性验证方式难以保证对云数据完整性进行可靠和高效验证的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种云数据完整性的验证方法,所述云数据完整性的验证方法包括:
获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求;
根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;
从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
进一步地,所述待检云数据为所述数据拥有方预先分块存储至所述云存储服务器中的自有数据,
所述根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据的步骤,包括:
解析所述验证请求中封装的所述自有数据的数据基本信息,并将所述数据基本信息发送至所述云存储服务器;
基于区块链网络智能合约技术生成随机数,并利用所述随机数从所述自有数据的数据块集合中,随机挑选数据子集;
结合所述数据子集生成验证挑战,并将所述验证挑战发送至所述云存储服务器,以供所述云存储服务器根据所述验证挑战和所述数据基本信息计算所述自有数据的数据完整性证据。
进一步地,所述基于区块链网络智能合约技术生成随机数的步骤,包括:
调用区块链网络的智能合约创建活动,以结合参与所述区块链网络的多个所述数据拥有方所提交的私密值计算所述随机数。
进一步地,在所述获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求的步骤之前,所述云数据完整性的验证方法还包括:
为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器。
进一步地,所述为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器的步骤,包括:
基于私钥生成器初始化系统参数为所述数据拥有方生成私钥,以供所述数据拥有方利用所述私钥计算所述自有数据各数据块的标签;
集合各所述数据块和各所述数据块对应的所述标签,将各所述数据块上传至所述云存储服务器进行存储。
进一步地,所述从多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果的步骤,包括:
从区块链网络的多个预设审计节点中,随机确定出对所述数据完整性证据进行审计的目标审计节点;
调用所述目标审计节点验证基于所述数据完整性证据构建的双线性对等式是否成立;
若验证到所述双线性对等式成立,则得出所述待检云数据完整的完整性验证结果;
若验证到所述双线性对等式不成立,则得出所述待检云数据损坏的完整性验证结果。
进一步地,所述获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求的步骤,包括:
周期性的获取所述数据拥有方发起的针对所述云存储服务器存储的所述待检云数据,进行完整性验证的验证请求;
在所述得到所述待检云数据的完整性验证结果的步骤之后,所述云数据完整性的验证方法还包括:
将所述完整性验证结果记录在所述区块链网络上,以供所述数据拥有方进行查看。
为实现上述目的,本发明还提供一种云数据完整性的验证系统,所述云数据完整性的验证系统,包括:数据拥有方、云存储服务器,和区块链网络;
其中,所述区块链网络用于获取数据拥有方发起的针对所述待检云数据进行完整性验证的验证请求;
所述区块链网络还用于根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的所述云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;
所述区块链网络还用于从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
本发明还提供一种终端设备,所述终端设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的云数据完整性的验证程序,所述云数据完整性的验证程序被所述处理器执行时实现如上述中的云数据完整性的验证方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的云数据完整性的验证方法的步骤。
本发明提出的云数据完整性的验证方法、系统、终端设备以及计算机可读存储介质,通过获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求;根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
本发明基于包含有多个预设审计节点的区块链网络,获取由数据拥有方需要对其预先存储在云存储服务器中的待检云数据,进行完整性验证而发起的验证请求,根据该获取到的验证请求控制存储当前待检云数据的云存储服务器,计算当前待检云数据的数据完整性证据,然后从多个预设审计节点当中确定出目标审计节点,调用该目标审计节点对云存储服务器计算的当前待检云数据的数据完整性证据进行审计,从而得到数据拥有方需要的对当前待检云数据进行完整性验证的验证结果。
本发明避免了传统完全依赖第三方审计者的中心化的云数据完整性验证方式,由于恶意审计或者无法正常工作导致的云数据完整性验证结果不可靠、验证效率低下的问题,基于含有多个预设审计节点的去中心化的区块链网络,依据数据拥有方发起的验证请求,对待检云数据进行完整性验证,提高了云数据完整性的验证效率,并保证了云数据完整性验证结果的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行的结构示意图;
图2为图1中移动终端的无线通信装置示意图;
图3是本发明一种云数据完整性的验证方法第一实施例的流程示意图;
图4是本发明一种云数据完整性的验证方法一实施例的流程示意图;
图5是本发明一种云数据完整性的验证方法一实施例中结构体设计示意图;
图6是本发明一种云数据完整性的验证系统一实施例的功能模块示意图;
图7是本发明一种云数据完整性的验证系统一实施例的系统架构示意图;
图8是本发明一种云数据完整性的验证系统一实施例所涉及的数据的表现形式;
图9是本发明一种云数据完整性的验证系统一实施例所涉及的双线性对等式。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
终端设备可以以各种形式来实施。例如,本发明中描述的终端设备可以包括诸如智能手表、智能手环、智能眼镜以及各种柔性屏幕的可穿戴移动终端,甚至可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理 (Personal Digital Assistant,PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player,PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端,以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
后续描述中将以移动的终端设备为例进行说明,本领域技术人员将理解的是,除了特别用于移动目的的元件之外,根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端设备。
请参阅图1,其为实现本发明各个实施例的一种终端设备的硬件结构示意图,该终端设备100可以包括:RF(Radio Frequency,射频)单元101、WiFi 模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解,图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定,移动终端可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图1对终端设备的各个部件进行具体的介绍:
射频单元101可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,具体的,将基站的下行信息接收后,给处理器110处理;另外,将上行的数据发送给基站。通常,射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频单元101还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication,全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)、 CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000,码分多址2000)、WCDMA (Wideband Code DivisionMultiple Access,宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,时分同步码分多址)、 FDD-LTE(Frequency DivisionDuplexing-Long Term Evolution,频分双工长期演进)和TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution,分时双工长期演进)等。
WiFi属于短距离无线传输技术,终端设备通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102,但是可以理解的是,其并不属于终端设备的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
音频输出单元103可以在终端设备100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时,将射频单元101 或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且,音频输出单元103还可以提供与终端设备100执行的特定功能相关的音频输出(例如,呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。
A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)1041和麦克风1042,图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头) 获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风 1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据),并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。
终端设备100还包括至少一种传感器105,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度,接近传感器可在终端设备100移动到耳边时,关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061,可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。
用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,用户输入单元107 可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器110,并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071,用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地,其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种,具体此处不做限定。
进一步的,触控面板1071可覆盖显示面板1061,当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器110以确定触摸事件的类型,随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中,触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板 1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能,具体此处不做限定。
接口单元108用作至少一个外部装置与终端设备100连接可以通过的接口。例如,外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如,数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到终端设备100内的一个或多个元件或者可以用于在终端设备100和外部装置之间传输数据。
存储器109可用于存储软件程序以及各种数据,存储器109可为一种计算机存储介质,该存储器109存储有本发明云数据完整性的验证程序。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等) 等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器109可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器110是终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分,通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器109内的数据,执行终端设备的各种功能和处理数据,从而对终端设备进行整体监控。如处理器110执行存储器109中的云数据完整性的验证程序,以实现本发明云数据完整性的验证方法各实施例的步骤。
处理器110可包括一个或多个处理单元;可选的,处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。
终端设备100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池),可选的,电源111可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连,从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
尽管图1未示出,终端设备100还可以包括蓝牙模块等,在此不再赘述。
为了便于理解本发明实施例,下面对本发明的终端设备所基于的通信网络系统进行描述。
请参阅图2,图2为本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图,该通信网络系统为通用移动通信技术的LTE系统,该LTE系统包括依次通讯连接的UE(User Equipment,用户设备)201,E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network,演进式UMTS陆地无线接入网)202,EPC(Evolved Packet Core,演进式分组核心网)203和运营商的IP业务204。
具体地,UE201可以是上述终端设备100,此处不再赘述。
E-UTRAN202包括eNodeB2021和其它eNodeB2022等。其中,eNodeB2021 可以通过回程(backhaul)(例如X2接口)与其它eNodeB2022连接,eNodeB2021 连接到EPC203,eNodeB2021可以提供UE201到EPC203的接入。
EPC203可以包括MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体) 2031,HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)2032,其它MME2033, SGW(Serving GateWay,服务网关)2034,PGW(PDN Gate Way,分组数据网络网关)2035和PCRF(Policy andCharging Rules Function,政策和资费功能实体)2036等。其中,MME2031是处理UE201和EPC203之间信令的控制节点,提供承载和连接管理。HSS2032用于提供一些寄存器来管理诸如归属位置寄存器(图中未示)之类的功能,并且保存有一些有关服务特征、数据速率等用户专用的信息。所有用户数据都可以通过SGW2034进行发送, PGW2035可以提供UE 201的IP地址分配以及其它功能,PCRF2036是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点,它为策略与计费执行功能单元(图中未示)选择及提供可用的策略和计费控制决策。
IP业务204可以包括因特网、内联网、IMS(IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统)或其它IP业务等。
虽然上述以LTE系统为例进行了介绍,但本领域技术人员应当知晓,本发明不仅仅适用于LTE系统,也可以适用于其他无线通信系统,例如GSM、 CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及未来新的网络系统等,此处不做限定。
基于上述移动终端硬件结构以及通信网络系统,提出本发明云数据完整性的验证方法各个实施例。
本发明提供一种云数据完整性的验证方法,该云数据完整性的验证方法包括:
获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求;根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;从多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
具体地,请参照图3,图3为本发明云数据完整性的验证方法第一实施例的流程示意图。
本发明实施例提供了云数据完整性的验证方法的实施例,需要说明的是,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例云数据完整性的验证方法应用于上述终端设备,本实施例云数据完整性的验证方法包括:
步骤S100,获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求。
基于包含有多个预设审计节点的区块链网络,获取由数据拥有方需要对其预先存储在云存储服务器中的待检云数据,进行完整性验证而发起的验证请求。
进一步地,步骤S10,包括:
步骤S101,周期性的获取所述数据拥有方发起的针对所述云存储服务器存储的所述待检云数据,进行完整性验证的验证请求。
需要说明的是,本实施例中,数据拥有方可基于实际验证需要,实时的基于接入的当前区块链网络,发起针对其预先存储在云存储服务器中的待检云数据,进行完整性验证而发起的验证请求;或者,数据拥有方还可以仅在在完成对其自有数据分块存储至云存储服务器之后,发起一次对存储在云存储服务器中的待检云数据,进行完整性验证而发起的验证请求,然后由当前区块链网络对验证请求进行记录,并周期性的获取该验证请求。
具体地,例如,请参照如图4所示的流程,在“生成挑战阶段”,当数据拥有方(即用户)请求对其已经存储在云存储服务器(图中所示“云服务器”)的自有数据进行数据完整性审计时,数据拥有方基于接入的当前区块链网络提交如下所示记录有云数据的数据基本信息的审计请求:
当前区块链网络将该数据拥有方提交的审计请求,作为数据拥有方针对已经存储在云存储服务器中数据拥有方的自有数据,进行数据完整性验证的验证请求,存储在当前区块链网络上,从而基于数据拥有方的数据完整性验证需要或者其他需求,周期性的获取该验证请求。
需要说明的是,本实施例中,在数据请求方提交的如上所示的审计请求中,记录的云数据的数据基本信息包括但不限于:数据文件名称、挑战个数、数据文件总块数等。
步骤S200,根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据。
区块链网络在获取到数据拥有方发起的针对其预先存储在云存储服务器中的自有数据,进行数据完整性验证的验证请求之后,当前区块链网络随即将该验证请求所封装记录的数据基本信息所指定的云数据作为待检云数据,并控制存储当前待检云数据的云存储服务器,计算该待检云数据的数据完整性证据。
需要说明的是,本实施例中,由于数据拥有方预先将自有数据存储至了云存储服务器,因此,待检云数据即为数据拥有方发起的验证请求中所记录的数据基本信息所标识的,数据拥有方已经预先存储在云存储服务器中的自有数据。
进一步地,在另一个实施例中,在上述步骤S100,获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求的步骤之前,本发明云数据完整性的验证方法,还包括:
步骤S400,为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器。
基于私钥生成器(Private Key Generator:PKG)初始化系统的参数,然后根据数据拥有方的身份标志为数据拥有方生成私钥,以供数据拥有方基于私钥对自有数据进行分块处理,并对分块处理得到的每一个数据块进行签名,并且计算标签,集合自有数据各数据块和各数据块各自对应的标签,将该自有数据存储至云存储服务器当中。
进一步地,步骤S400,包括:
步骤S401,基于私钥生成器初始化系统参数为所述数据拥有方生成私钥,以供所述数据拥有方利用所述私钥计算所述自有数据各数据块的标签;
步骤S402,集合各所述数据块和各所述数据块对应的所述标签,将各所述数据块上传至所述云存储服务器进行存储。
具体地,例如,请参照如图4所示的流程和如图7所示的系统架构,在图4所示的“初始化阶段”和“存储阶段”,PKG动态产生TypeA类的对称质数阶双线性群e:G1*G1→G2,并选择四个哈希函数 H1:{0,1}*→G1H2:{0,1}*→G1,H:{0,1}*→Zp,h:G1→ZP。随机选择ZP群中的随机数sk作为主私钥,选择G1的生成元g,计算主公钥pk=gsk。最终生成的系统参数为Params={G1,G1,e,H,h};PKG根据数据拥有方(即用户:User)的身份标志(ID)为用户生成私钥,先对ID进行哈希操作,计算 pu,0=H1(ID,0),pu,1=H1(ID,1),然后计算私钥为pu,0 sk,pu,1 sk;用户首先把要上传进行云存储的数据文件F划分为n块,即F=m1||m2||...||mn,并且有 mj∈Zp,j∈[1,n],然后,用户选择ZP群中的随机数r和随机的文件名name,对每块数据mj计算标签{(Sj,Tj)},计算完成后用户把F和所有数据块的标签集合上传到云存储服务器(CloudServer)进行存储。
需要说明的是,本实施例中,用户基于私钥计算标签的方式如下:
Tj=gr
进一步地,步骤S200,包括:
步骤S201,解析所述验证请求中封装的所述自有数据的数据基本信息,并将所述数据基本信息发送至所述云存储服务器;
区块链网络在获取到数据拥有方发起的针对其预先存储在云存储服务器中的自有数据,进行数据完整性验证的验证请求之后,基于现有任意成熟的解析语言,从该验证请求当中,解析识别出该验证请求所封装记录的数据拥有方自有数据的数据基本信息,然后将该数据基本信息发送至存储当前自有数据的云存储服务器。
具体地,例如,当前区块链网络基于现有任意成熟的解析语言,从获取到的数据拥有方提交的审计请求中,所封装记录的数据拥有方自有数据的数据文件名称、挑战个数、数据文件总块数等数据基本信息。
步骤S202,基于区块链网络智能合约技术生成随机数,并利用所述随机数从所述自有数据的数据块集合中,随机挑选数据子集;
步骤S203,结合所述数据子集生成验证挑战,并将所述验证挑战发送至所述云存储服务器,以供所述云存储服务器根据所述验证挑战和所述数据基本信息计算所述自有数据的数据完整性证据。
拥有多个预设审计节点的去中心化的区块链网络,基于其智能合约技术生成随机数,并且利用随机数来生成对存储当前数据拥有方发起的验证请求所指定自有数据的云存储服务器,进行数据完整性验证的验证挑战,然后将生成的该验证挑战再发送给该云存储服务器,从而由该云存储服务器根据解析识别出的数据拥有方自有数据的数据基本信息和该验证挑战,计算该自有数据的数据完整性证据。
需要说明的是,本实施例中,基于智能合约技术生成的验证挑战,是由当前区块链网络基于获取到的数据拥有方发起的验证请求,向存储该验证请求所标识待检云数据的云存储服务器发送的,指示该云存储服务器检验待检云数据的信息,该验证挑战中携带有指示云存储服务器需要检验的待检云数据的数量、云数据块标识等。
进一步地,步骤S202中,基于区块链网络智能合约技术生成随机数的步骤,包括:
步骤S2021,调用区块链网络的智能合约创建活动,以结合参与所述区块链网络的多个所述数据拥有方所提交的私密值计算所述随机数。
具体地,例如,请参照如图4所示的流程和如图5所示的结构体设计形式,在图4所示的“生成挑战阶段”,当前区块链网络(Blockchain Network) 中的智能合约(SmartContract)会创建活动,每轮活动分为3个阶段(如图 5所示的Phase1.Commit、Phase2.Reveal和Phase3.GetRandom),第一个阶段中,各个参与者(数据拥有方或者用户)提交(Commit)自己私密值的哈希和一定押金,第二个阶段中,每个参与者揭露(Reveal)自己的私密值,智能合约会比较该私密值的哈希是否和第一个阶段的一致,第三个阶段,结合所有参与者提交的私密值计算出最终的随机数(GetRandom),并且返回押金。
本实施例中,基于区块链网络的智能合约创建活动,并每一轮活动生成一个随机数,由于,生成的随机数是基于多个参与者在一定时间内共同提交的私密值生成的,具有更强的随机性,不会被区块链中的矿工控制,免受恶意矿工的虚假审计,从而提高了对数据完整性进行验证的安全性,保证了最终验证结果的可靠。
进一步地,在图4所示的“生成挑战阶段”和“验证阶段”,智能合约利用生成的随机数(Random)从存储的数据拥有方的自有数据数据块集合[1,n] 中随机挑选需要进行数据完整性验证的数据子集J={a1,a2,…,al},再对于每个数据子集J中的元素选择vj∈Zp,并最终生成验证挑战为D={j,vj},并把该验证挑战 D发送给云存储服务器,由云存储服务器利用收到的验证挑战(Log)、自有数据原始的数据块和标签,选择Zp群中的随机数x,然后计算得出如图8所示的数据(S,T、μ、y),并把计算到的该数据作为当前自有数据的数据完整性证据传回到当前区块链网络(Block Chain)上。
步骤S300,从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
拥有多个预设审计节点的区块链网络,从该多个预设审计节点中,随机确定出对云存储服务器计算得出的数据完整性证据进行审计验证的目标审计节点,然后调用该确定的目标审计节点审计数据完整性证据,从而得到最终对数据拥有方的自有数据的完整性进行验证的验证结果。
需要说明的是,在本实施例中,区块链网络所拥有的多个预设审计节点是具有较强计算能力的一群审计者或者服务器,并且,区块链网络会对该预设审计节点进行信誉考核,一旦发现节点作弊或者不按照智能合约的规定完成对应任务,区块链网络将会将该预设审计节点加入黑名单,并不让其参与后续的审计验证流程。
进一步地,步骤S300,包括:
步骤S301,从区块链网络的多个预设审计节点中,随机确定出对所述数据完整性证据进行审计的目标审计节点;
步骤S302,调用所述目标审计节点验证基于所述数据完整性证据构建的双线性对等式是否成立;
步骤S303,若验证到所述双线性对等式成立,则得出所述待检云数据完整的完整性验证结果;
步骤S304,若验证到所述双线性对等式不成立,则得出所述待检云数据损坏的完整性验证结果。
具体地,例如,请参照如图4所示的流程,在图4所示的“验证阶段”,当前区块链网络在从多个预设审计节点中,确定出用于对云存储服务器生成的数据完整性证据进行最终审计验证的目标审计节点之后,当前区块链网络调用该确定的目标审计节点,对云存储服务器最终生成的数据完整性证据 C={S,T,μ,y}进行审计验证,该目标审计节点会验证如图9所示的双线性对等式是否成立从而得出对数据拥有方的自有数据进行完整性验证最终的完整性验证结果,即,如果验证得出双线性对等式成立,则说明数据拥有方提交验证请求指示的自有数据完整;否则,说明该自有数据被损坏。
进一步地,在另一个实施例中,上述步骤S300中,在得到所述待检云数据的完整性验证结果的步骤之后,本发明云数据完整性的验证方法,还包括:
步骤S305,将所述完整性验证结果记录在所述区块链网络上,以供所述数据拥有方进行查看。
在区块链网络调用在从多个预设审计节点中,确定出的对云存储服务器生成的数据完整性证据进行最终审计验证的目标审计节点,对云存储服务器最终生成的数据完整性证据进行审计验证,从而得出对数据拥有方的自有数据进行完整性验证的最终的完整性验证结果之后,该目标审计节点将审计验证得出该最终的完整性验证结果返回至当前区块链网络,以供当前区块链网络对该最终的完整性验证结果进行记录,从而便于发起针对自有数据进行完整性验证的数据拥有方,随时进入当前区块链网络查看该最终的完整性验证结果。
本实施例中,通过包含有多个预设审计节点的区块链网络,获取由数据拥有方需要对其预先存储在云存储服务器中的待检云数据,进行完整性验证而发起的验证请求,区块链网络在获取到数据拥有方发起的针对其预先存储在云存储服务器中的自有数据,进行数据完整性验证的验证请求之后,当前区块链网络随即将该验证请求所封装记录的数据基本信息所指定的云数据作为待检云数据,并控制存储当前待检云数据的云存储服务器,计算该待检云数据的数据完整性证据,拥有多个预设审计节点的区块链网络,从该多个预设审计节点中,随机确定出对云存储服务器计算得出的数据完整性证据进行审计验证的目标审计节点,然后调用该确定的目标审计节点审计数据完整性证据,从而得到最终对数据拥有方的自有数据的完整性进行验证的验证结果。
避免了传统完全依赖第三方审计者的中心化的云数据完整性验证方式,由于恶意审计或者无法正常工作导致的云数据完整性验证结果不可靠、验证效率低下的问题,基于含有多个预设审计节点的去中心化的区块链网络,依据数据拥有方发起的验证请求,对待检云数据进行完整性验证,提高了云数据完整性的验证效率,并保证了云数据完整性验证结果的可靠性,此外,基于区块链网络的智能合约创建活动,并每一轮活动生成一个随机数,由于,生成的随机数是基于多个参与者在一定时间内共同提交的私密值生成的,具有更强的随机性,不会被区块链中的矿工控制,免受恶意矿工的虚假审计,从而提高了对数据完整性进行验证的安全性,保证了最终验证结果的可靠。
此外,请参照图6,图6为本发明云数据完整性的验证系统的功能模块示意图,在本发明实施例中,还提出一种云数据完整性的验证系统,本发明云数据完整性的验证系统包括:数据拥有方、云存储服务器,和区块链网络;
其中,所述区块链网络用于获取数据拥有方发起的针对所述待检云数据进行完整性验证的验证请求;
所述区块链网络还用于根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的所述云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;
所述区块链网络还用于从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
可选地,所述区块链网络,包括:
解析模块,用于解析所述验证请求中封装的所述自有数据的数据基本信息,并将所述数据基本信息发送至所述云存储服务器;
生成模块,用于基于区块链网络智能合约技术生成随机数,并利用所述随机数从所述自有数据的数据块集合中,随机挑选数据子集;
挑战模块,用于结合所述数据子集生成验证挑战,并将所述验证挑战发送至所述云存储服务器,以供所述云存储服务器根据所述验证挑战和所述数据基本信息计算所述自有数据的数据完整性证据。
可选地,生成模块,包括:
随机数生成单元,用于调用区块链网络的智能合约创建活动,以结合参与所述区块链网络的多个所述数据拥有方所提交的私密值计算所述随机数。
可选地,所述区块链网络,还包括:
存储模块,用于为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器。
可选地,存储模块,包括:
初始化单元,用于基于私钥生成器初始化系统参数为所述数据拥有方生成私钥,以供所述数据拥有方利用所述私钥计算所述自有数据各数据块的标签;
存储单元,用于集合各所述数据块和各所述数据块对应的所述标签,将所述自有数据上传至所述云存储服务器进行存储。
可选地,所述区块链网络,还包括:
确定单元,用于从区块链网络的多个预设审计节点中,随机确定出对所述数据完整性证据进行审计的目标审计节点;
调用单元,用于调用所述目标审计节点验证基于所述数据完整性证据构建的双线性对等式是否成立;
第一验证单元,用于若验证到所述双线性对等式成立,则得出所述待检云数据完整的完整性验证结果;
第二验证单元,用于若验证到所述双线性对等式不成立,则得出所述待检云数据损坏的完整性验证结果。
可选地,所述区块链网络,还包括:
获取模块,用于周期性的获取所述数据拥有方发起的针对所述云存储服务器存储的所述待检云数据,进行完整性验证的验证请求;
记录模块,用于将所述完整性验证结果记录在所述区块链网络上,以供所述数据拥有方进行查看。
其中,云数据完整性的验证装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明云数据完整性的验证方法的各个实施例,此处不再赘述。
本发明还提供一种终端设备,所述终端设备包括:存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的云数据完整性的验证程序:
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信;
所述处理器用于执行所述云数据完整性的验证程序,以实现上述云数据完整性的验证方法各实施例的步骤。
此外,本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质,应用于计算机,该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有云数据完整性的验证程序,所述云数据完整性的验证程序被处理器执行时实现如上所述的云数据完整性的验证方法的步骤。
其中,在所述处理器上运行的云数据完整性的验证程序被执行时所实现的步骤可参照本发明云数据完整性的验证方法的各个实施例,此处不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘) 中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述云数据完整性的验证方法,包括:
获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求;
根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;
从区块链网络的多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
2.如权利要求1所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述待检云数据为所述数据拥有方预先分块存储至所述云存储服务器中的自有数据,
所述根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据的步骤,包括:
解析所述验证请求中封装的所述自有数据的数据基本信息,并将所述数据基本信息发送至所述云存储服务器;
基于区块链网络智能合约技术生成随机数,并利用所述随机数从所述自有数据的数据块集合中,随机挑选数据子集;
结合所述数据子集生成验证挑战,并将所述验证挑战发送至所述云存储服务器,以供所述云存储服务器根据所述验证挑战和所述数据基本信息计算所述自有数据的数据完整性证据。
3.如权利要求2所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述基于区块链网络智能合约技术生成随机数的步骤,包括:
调用区块链网络的智能合约创建活动,以结合参与所述区块链网络的多个所述数据拥有方所提交的私密值计算所述随机数。
4.如权利要求2所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,在所述获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求的步骤之前,所述云数据完整性的验证方法还包括:
为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器。
5.如权利要求4所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述为所述数据拥有方生成私钥,利用所述私钥将所述自有数据分块存储至所述云存储服务器的步骤,包括:
基于私钥生成器初始化系统参数为所述数据拥有方生成私钥,以供所述数据拥有方利用所述私钥计算所述自有数据各数据块的标签;
集合各所述数据块和各所述数据块对应的所述标签,将各所述数据块上传至所述云存储服务器进行存储。
6.如权利要求1所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述从多个预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果的步骤,包括:
从区块链网络的多个预设审计节点中,随机确定出对所述数据完整性证据进行审计的目标审计节点;
调用所述目标审计节点验证基于所述数据完整性证据构建的双线性对等式是否成立;
若验证到所述双线性对等式成立,则得出所述待检云数据完整的完整性验证结果;
若验证到所述双线性对等式不成立,则得出所述待检云数据损坏的完整性验证结果。
7.如权利要求1所述的云数据完整性的验证方法,其特征在于,所述获取数据拥有方发起的针对待检云数据进行完整性验证的验证请求的步骤,包括:
周期性的获取所述数据拥有方发起的针对所述云存储服务器存储的所述待检云数据,进行完整性验证的验证请求;
在所述得到所述待检云数据的完整性验证结果的步骤之后,所述云数据完整性的验证方法还包括:
将所述完整性验证结果记录在所述区块链网络上,以供所述数据拥有方进行查看。
8.一种云数据完整性的验证系统,其特征在于,所述云数据完整性的验证系统,包括:数据拥有方、云存储服务器,和区块链网络;
其中,所述区块链网络用于获取数据拥有方发起的针对所述待检云数据进行完整性验证的验证请求;
所述区块链网络还用于根据所述验证请求控制存储所述待检云数据的所述云存储服务器计算所述待检云数据的数据完整性证据;
所述区块链网络还用于从区块链网络的多个所述预设审计节点中确定目标审计节点,调用所述目标审计节点对所述数据完整性证据进行审计,得到所述待检云数据的完整性验证结果。
9.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的云数据完整性的验证程序,所述云数据完整性的验证程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的云数据完整性的验证方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的云数据完整性的验证方法的步骤。
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Application publication date: 20200626 |
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