CN116107520B - S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统 - Google Patents

S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统，通过接收用户创建加密数据存储的请求，基于所述请求，将所述加密数据进行分布式存储至数据存储节点；所述分布式存储将所述加密数据分成多个数据块，并将所述多个数据块映射在同一节点上；所述数据存储节点包含存储目录，用于存储容器信息，其中容器信息包含对象数据列表及访问控制表，所述对象数据列表存储当前容器下的对象基本信息，所述访问控制表存储的是用户设置的数据访问规则。通过计算存储的位置，以及优化存储加密数据的数据块的划分方式，进而可以有效的得到数据块的最佳尺寸，以及提升数据存储和访问的数据处理效率，为数据加密存储和访问提供了适用性强、且成本相对较低的技术支持。

Description

S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统
技术领域
本申请涉及加密数据存储领域，特别是一种S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统。
背景技术
随着云计算、大数据的快速发展，公众和企业都越发意识到网络、数据安全的重要性，相应的法律法规不断完善，作为数据安全的重要组成部分，数据存储安全是安全的基础之一。而目前对于加密数据进行存储的方法，较多均存在性能低、可用性低、系统扩容时无法做到性能和容量的线性扩展，以及存储成本高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述至少一种技术缺陷，提供一种基于S3对象存储协议的加密数据存储方法及系统，以有效实现加密数据的高效存储及访问。
一种基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，包括如下步骤：
接收用户创建加密数据存储的请求，基于所述请求，将所述加密数据进行分布式存储至数据存储节点；
所述分布式存储将所述加密数据分成多个数据块，并将所述多个数据块映射在同一节点上；
所述数据存储节点包含存储目录，用于存储容器信息，其中容器信息包含对象数据列表及访问控制表，所述对象数据列表存储当前容器下的对象基本信息，所述访问控制表存储的是用户设置的数据访问规则。
在一个实施例中，当接收到用户的访问请求时，按照如下方法访问已存储的所述加密数据，从而确定加密数据的存储的位置：
Figure SMS_1
其中，
Figure SMS_2
表示用户文件属性，/>
Figure SMS_3
表示数据访问的散列值，/>
Figure SMS_4
表示节点的散列值。
在一个实施例中，所述数据访问的散列值
Figure SMS_5
计算方式为：
Figure SMS_6
其中，n为数据访问信息的总数量，
Figure SMS_7
表示数据访问信息之间的相关程度，/>
Figure SMS_8
表示数据所存储的数据块。
在一个实施例中，数据访问信息之间的相关程度
Figure SMS_9
计算方法如下：
Figure SMS_10
其中，
Figure SMS_11
表示冗余副本的数量。
在一个实施例中，节点的散列值的计算方法为：
Figure SMS_12
其中，p是节点，m是总的节点数量，β是节点的固定属性。
在一个实施例中，用户存储及访问加密数据的请求均通过S3接口协议与数据存储节点进行通信，所述请求的结构分为三段，分别为常用字段、特别字段及请求中所携带的数据。
在一个实施例中，基于S3接口协议请求数据存储或者访问时，首先对请求的身份进行验证，若身份合法，则对用户的权限进行验证，若权限符合设定规则，则执行相应操作，并发送相应应答。
在一个实施例中，数据块大小的确定方式为：
Figure SMS_13
其中，
Figure SMS_14
表示数据访问信息的访问时间，sek_time表示数据访问信息的存储的位置配置时间。
一种基于S3对象存储协议的加密数据存储系统，包括数据存储模块、数据访问模块、S3接口模块，系统采用上述基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
一种电子设备，该电子设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行上述的基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
上述接收用户创建加密数据存储的请求，基于所述请求，将所述加密数据进行分布式存储至数据存储节点；
以上基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，在接收到用户创建加密数据存储的请求时，基于所述请求将加密数据进行分布式存储至数据分布式存储节点，以及将所述加密数据分成多个数据块，并将所述多个数据块映射在同一节点上，并根据通过计算存储的位置，以及优化存储加密数据的数据块的划分方式，进而可以有效的得到数据块的最佳尺寸，以及提升数据存储和访问的数据处理效率，为数据加密存储和访问提供了适用性强、且成本相对较低的技术支持。
附图说明
图1是一个示例的基于S3对象存储协议的加密数据存储流程示意图；
图2是一示例的电子设备的框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请实施例中，提及的“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，“至少一个”是指一个或多个，“多个”的含义是指两个或两个以上，例如，多个对象指两个或两个以上的对象。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的信息涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的信息及其等同，并不排除其他信息。在本申请实施例中提及的“和/或”，表示可以存在三种关系，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
参考图1所示，图1是一个示例的基于S3对象存储协议的加密数据存储实现流程示意图，如图1中，接收用户创建加密数据存储的请求，基于所述请求，将所述加密数据进行分布式存储至数据存储节点；
所述分布式存储将所述加密数据分成多个数据块，并将所述多个数据块映射在同一节点上；
所述数据存储节点包含存储目录，用于存储容器信息，其中容器信息包含对象数据列表及访问控制表，所述对象数据列表存储当前容器下的对象基本信息，所述访问控制表存储的是用户设置的数据访问规则。
其中，通过对数据的存储目录进行设置，能有效提升数据存储及访问的处理效率，通过将相关数据映射并存储在同一节点上，将相关数据进行汇总，从而极大的方便了后续数据访问信息的查询和分析。
作为实施例，当接收到用户的访问请求时，按照如下方法访问已存储的所述加密数据，从而确定加密数据的存储的位置：
Figure SMS_15
其中，
Figure SMS_16
表示用户文件属性，优选的是用户规模与创建的文件数量以及文件大小的乘积；/>
Figure SMS_17
表示数据访问的散列值，/>
Figure SMS_18
表示节点的散列值。
上述实施例的技术方案，通过对数据进行分块，按照一定的规则分布在各节点上，而通过以上对数据访问存储架构的优化，能够快速确定数据所对应存储的数据块，以及当需要访问时，快速确定所存储的具体位置，极大的提高了数据访问的速度，提高了数据存储的性能。
作为实施例，所述数据访问的散列值
Figure SMS_19
计算方式为：
Figure SMS_20
其中，n为数据访问信息的总数量，
Figure SMS_21
表示数据访问信息之间的相关程度，/>
Figure SMS_22
表示数据所存储的数据块。
作为实施例，数据访问信息之间的相关程度
Figure SMS_23
计算方法如下：
Figure SMS_24
其中，
Figure SMS_25
表示冗余副本的数量。
作为实施例，节点的散列值的计算方法为：
Figure SMS_26
其中，p是节点，m是总的节点数量，β是节点散列值的固定属性，优选的是来源ip数量。
以上通过确定数据访问的散列值、数据访问信息之间的相关程度，以及节点的散列值，进而最终确定数据的存储的位置，通过多次性能测试发现，内存速度消耗非常慢，文件的写入及读出速度也有较大提升。通过该算法实现了数据在传输速度、系统资源占用和响应时间方面都远远优于原始状态。
作为实施例，用户存储及访问加密数据的请求均通过S3接口协议与数据存储节点进行通信，所述请求的结构分为三段，分别为常用字段、特别字段及请求中所携带的数据。第一部分是常用字段，用以存储常用的 S3 协议头部字段信息和值。通过在结构中直接设置这些成员的值，下游程序能够方便快捷的获取被解析的信息。第二部分是特别字段，用以存储那些不常用的或自定义的头部字段，该部分通过一个 map 结构来存储这些字段信息，能够动态的添加或删除，使用时需要对 map 进行遍历。因为这些字段不常用，因而以空间占用最小为设计目标。第三部分是请求所携带的数据，该部分通过一个指针指向缓冲区中数据开始的位置。通过这样的设置，能够实现快速的对数据进行存储及访问。
作为实施例，基于S3接口协议请求数据存储或者访问时，首先对请求的身份进行验证，若身份合法，则对用户的权限进行验证，若权限符合设定规则，则执行相应操作，并发送相应应答。
作为实施例，数据块大小的确定方式为：
Figure SMS_27
其中，
Figure SMS_28
表示数据访问信息的访问时间，sek_time表示数据访问信息的存储的位置配置时间。
根据以上方法，可以得到数据块的最佳尺寸，并相应的存储数据访问信息，实现数据访问存储的优化，极大提高了数据访问存储的数据处理效率和容错能力。
作为实施例，数据的加密可以通过如下方法进行，服务器和客户端均保存一个默认密钥，服务器端随机生成密钥注册机，并使用该默认密钥对注册机进行加密，生成密钥密文，客户端通过命令定期请求密钥密文或服务器定时下发，客户端收到密钥密文后，通过默认密钥进行解密得到明文的注册机；客户端在发送数据之前，首先生成一个同步码，将同步码和注册机设置给密码机，然后向密码机申请一定长度密钥，将明文和密钥通过算法进行加密，生成数据密文；客户端将数据密文和同步码明文一起发送给服务器，服务器提取出同步码，服务器将注册机和同步码设置给密码机，同时申请一定数量的密钥，服务器根据密钥对密文进行解密即得到对应的明文。以上作为数据加密的一种示例，可以用于对本申请中所提到的数据进行加密存储，能够有效实现数据存储、访问过程中的加密和解密，加解密实现方式均有较好的适用性。
下面阐述电子设备的实施例。
本申请提供一种电子设备的技术方案，用以实现基于容器技术的隐私计算沙箱实现系统相关功能。
在一个实施例中，本申请提供一种电子设备，该电子设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序配置用于任意实施例的基于基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
如图2所示，图2是一示例的电子设备的框图。该电子设备可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。参照图2，装置900可以包括以下一个或多个组件：处理组件902，存储器904，电力组件906，多媒体组件908，音频组件909，输入/输出（I/ O）的接口912，传感器组件914，以及通信组件916。
处理组件902通常控制装置900的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。
存储器904被配置为存储各种类型的数据以支持在设备900的操作。如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件906为装置900的各种组件提供电力。
多媒体组件909包括在装置900和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器（LCD）和触摸面板（TP）。在一些实施例中，多媒体组件908包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。
音频组件909被配置为输出和/或输入音频信号。
I/ O接口912为处理组件902和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件914包括一个或多个传感器，用于为装置900提供各个方面的状态评估。传感器组件914可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。
通信组件916被配置为便于装置900和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，运营商网络（如2G、3G、4G或5G），或它们的组合。
本申请提供一种计算机可读存储介质的技术方案，用以实现基于S3对象存储协议的加密数据存储方法相关功能。该计算机可读存储介质，存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行任意实施例的基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
在示例性实施例中，计算机可读存储介质可以是一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收用户创建加密数据存储的请求，基于所述请求，将所述加密数据进行分布式存储至数据存储节点；
所述分布式存储将所述加密数据分成多个数据块，并将所述多个数据块映射在同一节点上；
所述数据存储节点包含存储目录，用于存储容器信息，其中容器信息包含对象数据列表及访问控制表，所述对象数据列表存储当前容器下的对象基本信息，所述访问控制表存储的是用户设置的数据访问规则；
当接收到用户的访问请求时，按照如下方法访问已存储的所述加密数据，从而确定加密数据的存储的位置：
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_2
表示用户文件属性，/>
Figure QLYQS_3
表示数据访问的散列值，/>
Figure QLYQS_4
表示节点的散列值；
所述数据访问的散列值
Figure QLYQS_5
计算方式为：
Figure QLYQS_6
；
其中，n为数据访问信息的总数量，
Figure QLYQS_7
表示数据访问信息之间的相关程度，/>
Figure QLYQS_8
表示数据所存储的数据块；
所述数据访问信息之间的相关程度
Figure QLYQS_9
计算方法如下：
Figure QLYQS_10
；
其中，
Figure QLYQS_11
表示冗余副本的数量。
2.根据权利要求1所述基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，其特征在于，所述节点的散列值的计算方法为：
Figure QLYQS_12
；
其中，
Figure QLYQS_13
是节点，m是总的节点数量，β是节点的固定属性。
3.根据权利要求1所述基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，其特征在于，用户存储及访问加密数据的请求均通过S3接口协议与数据存储节点进行通信，所述请求的结构分为三段，分别为常用字段、特别字段及请求中所携带的数据。
4.根据权利要求3所述基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，其特征在于，基于S3接口协议请求数据存储或者访问时，首先对请求的身份进行验证，若身份合法，则对用户的权限进行验证，若权限符合设定规则，则执行相应操作，并发送相应应答。
5.根据权利要求4所述基于S3对象存储协议的加密数据存储方法，其特征在于，所述数据块大小的确定方式为：
Figure QLYQS_14
；
其中，
Figure QLYQS_15
表示数据访问信息的访问时间，/>
Figure QLYQS_16
表示数据访问信息的存储的位置配置时间。
6.一种基于S3对象存储协议的加密数据存储系统，其特征在于，所述系统包括数据存储模块、数据访问模块、S3接口模块，所述系统采用权利要求1-5中任一项所述的基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
7.一种电子设备，该电子设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行权利要求1-5中任一项所述的基于S3对象存储协议的加密数据存储方法。
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