CN113923235B - 一种基于云计算平台的数据分布式存储系统 - Google Patents

一种基于云计算平台的数据分布式存储系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算平台的数据分布式存储系统、方法和存储介质，所述系统包括：数据加密模块，对符合价值度要求而被允许存储的数据进行私密加密；数据拆分模块，对私密加密后的数据进行随机拆分得到数据块；数据备份模块，对拆分后的数据块进行备份得到镜像数据块；数据分配模块，将数据块和镜像数据块随机分配给各个分布式存储节点；数据组合模块，将数据块和镜像数据块进行公共加密后与现有的数据组合存储。本发明解决了多个存储平台需要同一个管理系统而导致安全性和稳定性受到威胁的问题，能够适用于多个云计算平台，实现多用户管理、多用户受益以及满足更广泛的持久安全存储需求。

Description

一种基于云计算平台的数据分布式存储系统
技术领域
本发明涉及分布式存储领域，具体涉及一种基于云计算平台的数据分布式存储系统、方法和存储介质。
背景技术
云计算平台是一种软、硬件相结合的服务平台，一般服务于企业或者个人，通常由云平台如国内的腾讯云盘、百度云以及国外的微软Azure平台、Oracle数据库等平台公司实施管理，这些大型公司提供巨量的可供分割出租的存储空间和非常庞杂的运算量，其安全性及稳定性都难以保障，而且客户想要的永久的服务保障是那些商业平台无法提供的，而对数据安全有较高及持久要求的云计算平台服务的需求是持续存在的。
申请号为CN201911066010.4的现有技术公开了一种多云盘平台的分布式存储管理系统，其对需要上传的文件进行分块处理，对数据块计算校验和加密后按照一定的分配规则上传到对应的云盘中，以此方式即可实现文件在多个云盘平台的存储。该分布式存储管理系统其安全性依靠对数据块的加密来保障，而且多个云盘平台还必须是由同一个管理系统来实现存储，并不能依据管理有益原则充分利用空置的多用户、多管理系统的云存储空间，而且在管理系统出现问题时，多平台数据的安全性和稳定性也会受到威胁。
发明内容
本发明提供一种基于云计算平台的数据分布式存储系统、方法和存储介质，能够解决多个存储平台需要同一个管理系统而导致安全性和稳定性受到威胁的问题。本发明提供一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，其特征在于，包括：
数据价值评估模块，获取待评估数据的存储节点信息以及存储节点内的数据描述，给出待评估数据的价值度，将价值度汇总后得出评估结果；
数据加密模块，对符合价值度要求而被允许存储的数据进行私密加密；
数据拆分模块，对私密加密后的数据进行随机拆分得到数据块；
数据备份模块，对拆分后的数据块进行备份得到镜像数据块；
数据分配模块，将数据块和镜像数据块随机分配给各个分布式存储节点；
数据组合模块，将数据块和镜像数据块进行公共加密后与现有的数据组合存储。
所述存储节点信息包括存储节点过往数据记录和信用记录；
和/或，所述存储节点内的数据描述是通过存储节点运行访问后的数据，只是原始数据描述以及加密后的部分数据类型和数据溯源的访问记录；
和/或，备份后的镜像数据块与数据块的数据是反向的；
和/或，所述数据分配模块在进行随机分配时根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，不会分配到同一个存储节点上；
和/或，所述数据分配模块依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块。
所述私密加密是节点管理员设置的加密方式，只有节点管理员能够加密或者解密要存储的数据，所述私密加密的方式为硬件加密或者非对称加密。
所述数据拆分模块对数据进行随机拆分时采用如下方式实现：自动生成任意概率分布的随机数，将随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分。
本发明还提供一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、数据价值度评估；
S2、价值度符合要求的，进行数据私密加密；
S3、对私密加密后的数据随机拆分得到若干个数据块；
S4、对数据块进行镜像备份得到镜像数据块；
S5、对数据块和镜像数据块进行有条件的随机分配；
S6、存储节点对分配来的数据块和镜像数据块进行加密后与现有的数据进行随机组合后存储。
所述S1中的价值度评估方法具体为：根据存储节点信息以及存储节点内的数据描述，对存储节点历史数据信息以及节点对应的操作信息进行分析，得出该节点涉及到的历史账本记录的重要性以及安全性，对存储节点内的数据描述进行鉴别和验证，判断是否是数据原始描述，分析数据描述评估出数据的可靠性和重要性。
所述S4中的镜像数据块获取方法为：数据备份模块对拆分后的数据块进行镜像复制得到镜像数据块。
所述S5中的随机分配是根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，不会分配到同一个存储节点上。
所述S3中的数据随机拆的具体实现步骤为：自动生成任意概率分布的随机数，将随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于云计算平台的数据分布式存储方法。
借由上述技术方案，本发明提供了一种新的数据分布式存储系统，将拆分得到的数据块和对数据备份得到的镜像数据块分开分配，进行加密后分别与现有的数据随机组合后存储，本发明的有益效果是：解决了多个存储平台需要同一个管理系统而导致安全性和稳定性受到威胁的问题，能够适用于多个云计算平台，实现多用户管理、多用户受益以及满足更广泛的持久安全存储需求。
附图说明
图1为基于云计算平台的数据分布式存储系统示意图；
图2为基于云计算平台的数据分布式存储方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅附图1，是本发明一种基于云计算平台的数据分布式存储系统的示意图，主要包括：数据价值评估模块01、数据加密模块02、数据拆分模块03、数据备份模块04、数据分配模块05和数据组合模块06。
所述数据价值评估模块01，获取待评估数据的存储节点信息以及存储节点内的数据描述，各个分布式存储节点根据获取的存储节点信息和/或存储节点内的数据描述分别给出待评估数据的价值度，将待评估数据的价值度汇总后得出评估结果，如果评估结果符合分布式存储要求，则允许数据存储，如果评估结果不符合分布式存储要求，则拒绝数据存储。
作为一种优选的实施方式，所述存储节点信息包括存储节点过往数据记录和信用记录。
作为一种优选的实施方式，所述存储节点内的数据描述是通过存储节点运行访问后的数据，只是原始数据描述以及加密后的部分数据类型和数据溯源的访问记录，不会造成数据泄露，在保证存储节点内数据安全的情况下，给予其它节点尽可能多的访问权限。
所述数据加密模块02，是指数据被允许存储后进行私密加密。
作为一种优选的实施方式，所述私密加密是节点管理员设置的加密方式，只有节点管理员能够加密或者解密要存储的数据，也可采用硬加密的方式实现。
作为一种优选的实施方式，所述硬加密可通过调用硬件加密芯片中的加密模块来实现。
所述数据拆分模块03，是对私密加密后的数据进行随机拆分得到若干个数据块。
所述数据备份模块04，是对拆分后的数据块进行备份。
作为一种优选的实施方式，所述对拆分后的数据块进行备份是通过镜像复制得到镜像数据块，即备份后的镜像数据块与数据块的数据是反向的。
所述数据分配模块05，是将数据块和镜像数据块随机分配给各个分布式存储节点，并依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块。
作为一种优选的实施方式，所述数据分配模块05在进行随机分配时可根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，即不会分配到同一个存储节点上，这样更能保障数据存储的安全性。
所述数据组合模块06，是将数据块和镜像数据块进行公共加密后与复数个存储节点现有的数据组合到一块进行存储。
作为一种优选的实施方式，所述数据组合模块06还包括加密模块，是对组合前的数据块进行加密。
实施例2
本实施例公开了一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，参阅附图1，包括：数据价值评估模块01、数据加密模块02、数据拆分模块03、数据备份模块04、数据分配模块05和数据组合模块06。
所述数据价值评估模块01，用于为新节点数据进行价值度评估，所有新节点数据的部分或者全部参与价值度评估，所述新节点数据评估出的价值度均记载在公账上，所述公账对新节点数据价值度进行汇总。
所述数据价值评估模块01还用于对汇总后的新节点数据价值度进行判断，如果新节点数据价值度过低则拒绝数据存储，如果新节点数据价值度高，则允许数据存储，如果新节点数据价值度介于低和高之间，则采用节点投票的方式进行匿名投票决定是否允许数据存储。
作为一种优选的实施方式，所述数据价值评估模块01对新节点数据的存储节点信息以及存储节点内的数据描述进行分析，得出该存储节点涉及到的历史账本记录的重要性以及安全性，同时，对存储节点内的数据描述进行鉴别和验证，判断是否是数据原始描述，分析数据描述评估出数据的可靠性和重要性，假设数据价值度 ，其中是指存储节点信息评分，是指存储节点内的数据描述重要度评分，是指存储节点的历史数据信息重要度评分，是指存储节点对应的操作信息评分，而数据价值度V是指上述各项评分之和。
作为一种优选的实施方式，所述待存储数据的存储节点信息包括节点过往数据记录和信用记录。
作为一种优选的实施方式，所述存储节点内的数据描述是通过存储节点运行访问后的数据，只是原始数据描述以及加密后的部分数据类型和数据溯源的访问记录，不会造成数据泄露，在保证存储节点内数据安全的情况下，给予其它节点尽可能多的访问权限。
所述数据加密模块02，是指数据被允许数据存储后进行私密加密。
作为一种优选的实施方式，所述私密加密也可以采用软件加密方式实现，如非对称加密的方式。
作为一种优选的实施方式，所述非对称的加密方式中的秘钥作为只有节点管理员能够掌握的加密或者解密的手段。
所述数据拆分模块03，是对私密加密后的数据进行随机拆分得到若干个数据块。
作为一种优选的实施方式，所述数据的随机拆分采用的算法如下：自动生成任意概率分布的随机数，将所述随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分，也可以将随机数变换为二进制，在连续出现1或者0的位置开始拆分数据，同样的，也可以这样定义拆分结束的位置，或者将上述方式组合进行数据拆分操作。
所述数据备份模块04，是对拆分后的数据块进行备份。
作为一种优选的实施方式，所述对拆分后的数据块进行备份是通过镜像复制得到镜像数据块，即备份后的镜像数据块与数据块的数据是反向的。
所述数据分配模块05，是将数据块和镜像数据块随机分配给各个分布式存储节点，并依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块。
作为一种优选的实施方式，所述数据分配模块05在进行随机分配时可根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开进行分配，即不会分配到同一个存储节点上，这样更能保障数据存储的安全性。
所述数据组合模块06，是对数据块和镜像数据块进行公共加密后与现有的数据组合到一块进行存储。
作为一种优选的实施方式，所述数据组合模块06还包括加密模块，是对组合前的数据块进行加密。
实施例3
请参阅附图2，本实施例提供一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，具体实施步骤如下：
S1、数据价值度评估；
S2、价值度符合要求的，进行数据私密加密；
S3、对私密加密后的数据随机拆分得到若干个数据块；
S4、对数据块进行镜像备份得到镜像数据块；
S5、对数据块和镜像数据块进行有条件的随机分配；
S6、存储节点对分配来的数据块和镜像数据块进行加密后与现有的数据进行随机组合后存储。
作为一种优选的实施方式，所述S1中的价值度评估方法为：综合考虑存储节点信息以及存储节点内的数据描述，对存储节点历史数据信息以及节点对应的操作信息进行分析，得出该节点涉及到的历史账本记录的重要性以及安全性，同时，对存储节点内的数据描述进行鉴别和验证，判断是否是数据原始描述，分析数据描述评估出数据的可靠性和重要性。
作为一种优选的实施方式，所述S2中的私密加密是节点管理员设置的加密方式，只有节点管理员能够加密或者解密要存储的数据，可采用硬件加密或者非对称加密的方式实现。
作为一种优选的实施方式，所述S3中的数据随机拆分具体实现的步骤为：生成指定的任意概率分布的随机数；将所述随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分，也可以将随机数变换为二进制，在连续出现1或者0的位置开始拆分数据，同样的，也可以这样定义拆分结束的位置，或者将上述方式组合进行数据拆分操作。
作为一种优选的实施方式，所述S4中的镜像数据块获取方法为：数据备份模块对拆分后的数据块进行镜像复制得到镜像数据块，即备份后的数据与数据块的数据是反向的。
作为一种优选的实施方式，所述S5中的随机分配方法为：数据分配模块在进行随机分配时可根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，并依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块，存储节点在接收到数据块或镜像数据块后再次加密，并且将加密后的数据块和镜像数据块与存储节点内的数据进行随机组合后才储存。
实施例4,
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例3中所提供的基于云计算平台的数据分布式存储方法。
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例3中所述的基于云计算平台的数据分布式存储方法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，其特征在于，包括：数据价值评估模块，获取待评估数据的存储节点信息以及存储节点内的数据描述，对存储节点历史数据信息以及节点对应的操作信息进行分析，得出该节点涉及到的历史账本记录的重要性以及安全性，对存储节点内的数据描述进行鉴别和验证，判断是否是数据原始描述，分析数据描述评估出数据的可靠性和重要性,给出待评估数据的价值度，将价值度汇总后得出评估结果；
数据加密模块，对符合价值度要求而被允许存储的数据进行私密加密；数据拆分模块，对私密加密后的数据进行随机拆分得到数据块；
数据备份模块，对拆分后的数据块进行备份得到镜像数据块；
数据分配模块，依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块；
数据组合模块，将数据块和镜像数据块进行公共加密后与现有的数据组合存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，其特征在于，所述存储节点信息包括存储节点过往数据记录和信用记录；
所述存储节点内的数据描述是通过存储节点运行访问后的数据，只是原始数据描述以及加密后的部分数据类型和数据溯源的访问记录；
备份后的镜像数据块与数据块的数据是反向的；
所述数据分配模块在进行随机分配时根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，不会分配到同一个存储节点上；所述数据分配模块依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，其特征在于，所述私密加密是节点管理员设置的加密方式，只有节点管理员能够加密或者解密要存储的数据，所述私密加密的方式为硬件加密或者非对称加密。
4.根据权利要求1所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储系统，其特征在于，所述数据拆分模块对数据进行随机拆分时采用如下方式实现：自动生成任意概率分布的随机数，将随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分。
5.一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、数据价值度评估：根据存储节点信息以及存储节点内的数据描述，对存储节点历史数据信息以及节点对应的操作信息进行分析，得出该节点涉及到的历史账本记录的重要性以及安全性，对存储节点内的数据描述进行鉴别和验证，判断是否是数据原始描述，分析数据描述评估出数据的可靠性和重要性；
S2、价值度符合要求的，进行数据私密加密；
S3、对私密加密后的数据随机拆分得到若干个数据块；
S4、对数据块进行镜像备份得到镜像数据块；
S5、依据数据价值度、存储节点历史操作记录以及存储节点数据情况随机分配数据块和镜像数据块；
S6、存储节点对分配来的数据块和镜像数据块进行加密后与现有的数据进行随机组合后存储。
6.根据权利要求5所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，其特征在于，所述S4中的镜像数据块获取方法为：数据备份模块对拆分后的数据块进行镜像复制得到镜像数据块。
7.根据权利要求5所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，其特征在于，所述S5中的随机分配是根据镜像复制备份的特点将数据块和镜像数据块分开分配，不会分配到同一个存储节点上。
8.根据权利要求5所述的一种基于云计算平台的数据分布式存储方法，其特征在于，所述S3中的数据随机拆的具体实现步骤为：自动生成任意概率分布的随机数，将随机数作为数据拆分的依据，用随机数定义数据长度进行拆分。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5至8任一项所述的基于云计算平台的数据分布式存储方法。
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