JP2007257566A - ハッシュ値生成プログラム及びストレージ管理プログラム並びにストレージシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハッシュ値算出の対象ディスクが指定されると、セグメント分割手段1aは、対象ディスクを固定長のセグメントに分割する。第1のハッシュ値算出手段1bは、分割されたセグメントごとに、その全データ列に対して一方向ハッシュ関数を適用し、セグメント別ハッシュ値を算出する。第2のハッシュ値算出手段1cは、対象ディスクのデータのデータ順に応じたセグメント順にセグメント別ハッシュ値を並べ、データ順に並んだセグメント別ハッシュ値に対し、再度一方向ハッシュ関数を用いて全体のハッシュ値を算出する。こうして算出されたハッシュ値を、対象ディスクのハッシュ値とする。
【選択図】図1
Description
図の例のストレージシステムは、各々が独立して入出力処理を行って自装置内のストレージにデータを格納するモジュール1(920)、モジュール2(930)、及びモジュール3(940)が、ネットワーク910を介して接続している。このような構成のストレージシステムでは、実際には、モジュール1(920)、モジュール2(930)、及びモジュール3(930)に分散配置されるデータを、仮想的な論理ディスク900としてユーザに提供する。図の例では、ユーザに提供される論理ディスク900は、5つのセグメントS1、S2、S3、S4、S5に分割され、モジュール1(920)のS1領域(921)とS5領域(922)、モジュール2(930)のS2領域(931)とS4領域(932)、及びモジュール3(940)のS3領域(941)に分散して格納される。
図1は、実施の形態に適用される発明の概念図である。
1.あるxに対して、H[x]=H[y]を満たすy(x≠y)を発見することが困難、
2.H[x]=H[y]を満たすx,y(x≠y)を発見することが困難、
3.H[x]からxを逆算することが極めて困難、
を満たす関数をいう。一方向性ハッシュ関数として、いくつかの関数が知られており、本発明では、適用するシステムに応じて、そのうちの任意の一方向性ハッシュ関数を選択する。
ハッシュ値生成装置1に対して対象ディスク2が指示されると、セグメント分割手段1aが対象ディスク2を固定長のセグメントに分割する。第1のハッシュ値算出手段1bは、並列に動作する計算部1(11b)、計算部2(12b)、・・・計算部m(13b)が、それぞれ割り当てられたセグメントのデータ列S1(21)、S2(22)、S3(23)、・・・、Sn(24)を読み出し、ハッシュ関数H[X]を適用してセグメント別ハッシュ値H[S1]31、H[S2]32、H[S3]33、・・・、H[Sn]34を算出する。そして、第2のハッシュ値算出手段1cは、第1のハッシュ値算出手段1bが算出したセグメント別ハッシュ値H[S1]31、H[S2]32、H[S3]33、・・・、H[Sn]34に対して再度ハッシュ関数を適用し、全体のハッシュ値H[H[S1]、・・・、H[Sn]]3aを算出する。検証手段1dは、所定のタイミングで算出された全体のハッシュ値H[H[S1]、・・・、H[Sn]]3aを記憶手段に記憶しておく。これを全体のハッシュ値(保存データ)H[H[S”1]、・・・、H[S”n]]3bとする。また、必要に応じて、適用したハッシュ関数と分割されたセグメントのセグメントサイズも保存しておく。そして、以降の任意の時点で対象ディスク2の検証が必要となった場合は、同一のセグメントサイズとハッシュ関数で再度算出された対象ディスク2の全体のハッシュ値3aと、保存されていた全体のハッシュ値3bとを照合し、一致しているかどうかを判定する。一致している場合には、対象ディスク2は、全体のハッシュ値3bを保存した時点のデータと同一であることが証明される。一致していない場合は、対象ディスク2は書き換えられていることがわかる。
本発明の実施の形態のストレージシステム100は、様々なデータの保管管理を行っており、ネットワーク300を介して接続するサーバA(201)、サーバB(202)、PC(Personal Computer)203などからの要求に応じて格納するデータの提供などのサービスを行う。ストレージシステム100には、サーバA(201)、サーバB(202)、及びPC203に対し、それぞれが使用可能な論理ディスク400が用意されており、サーバA(201)、サーバB(202)、及びPC203は、この論理ディスク400に対してアクセス要求を行う。論理ディスク400は、ユーザに提供するメモリ空間を、仮想的なメモリ機構によって生成した仮想的なメモリ領域である。
ストレージ管理装置110は、CPU(Central Processing Unit)111によって装置全体が制御されている。CPU111には、バス117を介してRAM(Random Access Memory)112、HDD(Hard Disk Drive)113、グラフィック処理装置114、入力インタフェース115、通信インタフェース116が接続されている。
図4は、本実施の形態のストレージシステムのソフトウェア構成例を示す図である。
なお、図4では、ハッシュ算出処理に関連するモジュールのみを表記しており、各ストレージモジュールに分散して格納されるデータの入出力処理を実行する入出力処理モジュールを省略している。データの入出力処理は、たとえば、ストレージ管理装置110によって各モジュールへデータの読み書き制御が行われ、各モジュールは指示に従って入出力処理を行うとしてもよい。また、各ストレージモジュールが自律的に入出力処理を実行するとしてもよい。
ストレージシステムは、ハッシュ計算制御モジュール501と検証モジュール502とを有するストレージ管理装置110、計算処理モジュール503とストレージ121とを有するストレージモジュール1(120)、計算処理モジュール504とストレージ131とを有するストレージモジュール2(130)、及び計算処理モジュール505とストレージ141とを有するストレージモジュール3(140)を具備する。
たとえば、論理ディスク400にデータの書き込みが行われた場合など、検証モジュール502から指示に従って、ハッシュ計算制御モジュール501が計算処理を開始させる。ハッシュ計算制御モジュール501は、論理ディスク400のメタ情報を参照し、ストレージモジュール1(120)に対し、セグメントS1とセグメントS5のハッシュ値算出を指示する。指示は一括して行っても、また、計算がひとつ終了した後に次の指示を行うようにしてもよい。ストレージモジュール1(120)からの応答を待たず、続いて、ストレージモジュール2(130)に対し、セグメントS2とセグメントS4のハッシュ値算出を指示し、ストレージモジュール3(140)に対し、セグメントS3のハッシュ値算出を指示する。各ストレージモジュールは、指示に従ってセグメントごとにハッシュ値を算出し、応答としてハッシュ計算制御モジュール501に算出したセグメント別ハッシュ値を出力する。ハッシュ計算制御モジュール501は、ストレージモジュール1(120)からセグメントS1とセグメントS5のハッシュ値、ストレージモジュール2(130)からセグメントS2とセグメントS4のハッシュ値、及びストレージモジュール3(140)からセグメントS3のハッシュ値を受け取ると、これを論理ディスク400のセグメント順に並べ、並べられたセグメント別ハッシュ値に対し、再度ハッシュ関数を適用して全体のハッシュ値を算出し、論理ディスク400のハッシュ値として検証モジュール502に出力する。検証モジュール502は、論理ディスク400のハッシュ値と、ハッシュ関数及びセグメントサイズとを、論理ディスク400に関連付けて保存、または、公開する。公開とは、ネットワークを介して接続する他装置から参照可能とすることで、他装置から要求された場合に、応答として保存したこれらのデータを送信したり、他装置からアクセス可能な記憶装置にこれらのデータを保存しておく。なお、公開しない場合は、必要でなければセグメントサイズまたはハッシュ関数は保存しなくてもよい。
図5は、本実施の形態のストレージシステムの動作を示したフロー図である。図4と同じものには同じ番号を付す。また、図では、図の上方から下方に向かって時間が経過するとしている。
まず、ハッシュ計算制御モジュールの処理手順について説明する。図6は、本実施の形態のハッシュ計算制御の処理手順を示したフローチャートである。
[ステップS02] 入力した論理ディスクの指定に基づき、該当する論理ディスクのメタ情報を読み出し、メタ情報を参照して、対象の論理ディスクのセグメントを検索し、このセグメントのデータがどのモジュールに格納されているかを調べる。そして、対象となる全モジュールの情報の一覧を取得する。
[ステップS07] 全モジュールから計算結果を受け取った場合は、計算結果であるセグメント別ハッシュ値を、論理ディスクのデータ順に応じたセグメント順に並べる。それから、セグメント順に並べたセグメント別ハッシュ値に再度ハッシュ関数を適用し、全体のハッシュ値を算出する。
[ステップS12] ステップS11で入力した計算指示からセグメントIDを取得し、セグメントIDに基づき、以下の処理を行う。
以上の処理手順が実行されることにより、対象の論理ディスクのハッシュ値が算出される。計算はモジュールごとに行うため、並列計算が可能となり、計算処理を短縮することができる。算出されたハッシュ値は、たとえば、対象の論理ディスクが改ざんされていないことの確認または証明に用いられる。
[ステップS22] 全セグメントのハッシュ計算がすべて終了したかどうかを判定する。終了していない場合、処理をステップS23へ進め、終了している場合は、処理をステップS24に進める。
[ステップS27] 算出したハッシュ値と公開されているハッシュ値が一致しない場合、「対象データは改ざんされている」と判定し、処理を終了する。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、ハッシュ値生成装置及びストレージ管理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置(HDD)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、DVD、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
コンピュータを、
前記対象ディスクを固定長のセグメントに分割するセグメント分割手段、
前記セグメント分割手段によって分割された前記セグメントごとに、前記セグメントの全データ列に前記一方向ハッシュ関数を適用して、セグメント別ハッシュ値を算出する第1のハッシュ値算出手段、
前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を前記対象ディスクに格納されるデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記セグメント別ハッシュ値に前記一方向ハッシュ関数を適用して全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段、
として機能させることを特徴とするハッシュ値生成プログラム。
分割された前記セグメントを並列に動作可能な複数のハッシュ値計算手段に割り当て、割り当てた前記セグメントの全体データ列に対する前記セグメント別ハッシュ値を前記ハッシュ値計算手段に算出させる、
処理を実行させることを特徴とする付記1記載のハッシュ値生成プログラム。
所定のタイミングで前記第2のハッシュ値算出手段によって算出された前記全体のハッシュ値と、必要に応じて前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数とを保存しておき、以後の処理において検証の必要がある場合は、保存された前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数を用いて前記第1のハッシュ値算出手段及び前記第2のハッシュ値算出手段とによって前記全体のハッシュ値を再度算出し、保存された前記全体のハッシュ値と照合して一致しているかどうかを検証する検証手段、
として機能させることを特徴とする付記1記載のハッシュ値生成プログラム。
コンピュータを、
前記セグメント単位を固定長とし、前記ストレージモジュールごとに具備される前記ストレージモジュールが分散格納する前記セグメントの全データ列に一方向ハッシュ関数を適用して、セグメント別ハッシュ値を算出させる第1のハッシュ値算出手段を制御し、前記第1のハッシュ値算出手段に前記セグメント別ハッシュ値を算出させる制御手段、
前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を取得し、前記セグメント別ハッシュ値を前記論理ディスクのデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記一方向ハッシュ関数を適用して前記論理ディスク全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段、
として機能させることを特徴とするストレージ管理プログラム。
前記論理ディスクのメタ情報として記述されるデータ定義に基づき、前記ストレージモジュールに割り当てられた前記セグメントを検索し、前記第1のハッシュ値算出手段に検索された前記セグメントのハッシュ計算を指示する、
処理を実行させることを特徴とする付記4記載のストレージ管理プログラム。
前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段に対して、順次計算指示を行って、複数の前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段を並列動作させる、
処理を実行させることを特徴とする付記4記載のストレージ管理プログラム。
前記第2のハッシュ値算出手段により算出されたハッシュ値と、前記セグメントのサイズと、適用された前記一方向ハッシュ関数とを、ネットワークを介して接続する外部装置から参照可能とする、
処理を実行させることを特徴とする付記4記載のストレージ管理プログラム。
処理を実行させることを特徴とする付記4記載のストレージ管理プログラム。
所定のタイミングで前記第2のハッシュ値算出手段によって算出された前記全体のハッシュ値と、必要に応じて前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数とを保存しておき、以後の処理において検証の必要がある場合には、前記制御手段に指示して、再度ハッシュ計算を実行させ、再度算出された前記全体のハッシュ値と、保存しておいた前記全体のハッシュ値とを照合し、一致しているかどうかを検証する検証手段、
として機能させることを特徴とする付記4記載のストレージ管理プログラム。
前記全体のハッシュ値の照合処理を、予め決められた所定の周期、または、ネットワークを介して接続する外部装置からの要求に応じて実行させる、
処理を実行させることを特徴とする付記9記載のストレージ管理プログラム。
前記論理ディスクを固定長のセグメント単位に分割して格納する記憶手段と、計算指示を受け取ると、前記記憶手段に格納される前記セグメントのデータ列に所定の一方向ハッシュ関数を適用し、前記セグメントのセグメント別ハッシュ値を算出する第1のハッシュ値算出手段と、を有する複数のストレージモジュールと、
前記論理ディスクのハッシュ値が要求されると、前記ストレージモジュールごとに設けられた、前記第1のハッシュ値算出手段による前記セグメント別ハッシュ値の算出処理を制御する制御手段と、前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を前記論理ディスクのデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記セグメント別ハッシュ値に前記一方向ハッシュ関数を適用して前記論理ディスク全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段と、を有するストレージ管理モジュールと、
を具備することを特徴とするストレージシステム。
ことを特徴とする付記11記載のストレージシステム。
1a セグメント分割手段
1b 第1のハッシュ値算出手段
1c 第2のハッシュ値算出手段
1d 検証手段
2 対象ディスク
3a 全体のハッシュ値
3b 全体のハッシュ値(保存データ)
11b 計算部1
12b 計算部2
13b 計算部m
Claims (10)
- 所定の一方向ハッシュ関数を用いて、対象ディスクに格納されるデータのハッシュ値を生成するハッシュ値生成プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記対象ディスクを固定長のセグメントに分割するセグメント分割手段、
前記セグメント分割手段によって分割された前記セグメントごとに、前記セグメントの全データ列に前記一方向ハッシュ関数を適用して、セグメント別ハッシュ値を算出する第1のハッシュ値算出手段、
前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を前記対象ディスクに格納されるデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記セグメント別ハッシュ値に前記一方向ハッシュ関数を適用して全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段、
として機能させることを特徴とするハッシュ値生成プログラム。 - 前記第1のハッシュ値算出手段として、
分割された前記セグメントを並列に動作可能な複数のハッシュ値計算手段に割り当て、割り当てた前記セグメントの全体データ列に対する前記セグメント別ハッシュ値を前記ハッシュ値計算手段に算出させる、
処理を実行させることを特徴とする請求項1記載のハッシュ値生成プログラム。 - 前記コンピュータを、さらに、
所定のタイミングで前記第2のハッシュ値算出手段によって算出された前記全体のハッシュ値と、必要に応じて前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数とを保存しておき、以後の処理において検証の必要がある場合は、保存された前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数を用いて前記第1のハッシュ値算出手段及び前記第2のハッシュ値算出手段とによって前記全体のハッシュ値を再度算出し、保存された前記全体のハッシュ値と照合して一致しているかどうかを検証する検証手段、
として機能させることを特徴とする請求項1記載のハッシュ値生成プログラム。 - 仮想の論理ディスクのデータがセグメント単位で複数のストレージモジュールに分散格納されるストレージシステムを管理するストレージ管理プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記セグメント単位を固定長とし、前記ストレージモジュールごとに具備される前記ストレージモジュールが分散格納する前記セグメントの全データ列に一方向ハッシュ関数を適用して、セグメント別ハッシュ値を算出させる第1のハッシュ値算出手段を制御し、前記第1のハッシュ値算出手段に前記セグメント別ハッシュ値を算出させる制御手段、
前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を取得し、前記セグメント別ハッシュ値を前記論理ディスクのデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記一方向ハッシュ関数を適用して前記論理ディスク全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段、
として機能させることを特徴とするストレージ管理プログラム。 - 前記制御手段として、
前記論理ディスクのメタ情報として記述されるデータ定義に基づき、前記ストレージモジュールに割り当てられた前記セグメントを検索し、前記第1のハッシュ値算出手段に検索された前記セグメントのハッシュ計算を指示する、
処理を実行させることを特徴とする請求項4記載のストレージ管理プログラム。 - 前記制御手段として、
前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段に対して、順次計算指示を行って、複数の前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段を並列動作させる、
処理を実行させることを特徴とする請求項4記載のストレージ管理プログラム。 - 前記制御手段として、
前記第2のハッシュ値算出手段により算出されたハッシュ値と、前記セグメントのサイズと、適用された前記一方向ハッシュ関数とを、ネットワークを介して接続する外部装置から参照可能とする、
処理を実行させることを特徴とする請求項4記載のストレージ管理プログラム。 - 前記制御手段として、ネットワークを介して接続する外部装置から要求があった場合は、要求のあった前記論理ディスクに対応する前記ストレージモジュールの前記第1のハッシュ値算出手段と、前記第2のハッシュ値算出手段を制御して要求された前記論理ディスク全体のハッシュ値を算出させ、要求した前記外部装置に算出された前記論理ディスク全体のハッシュ値を送信する、
処理を実行させることを特徴とする請求項4記載のストレージ管理プログラム。 - 前記コンピュータを、さらに、
所定のタイミングで前記第2のハッシュ値算出手段によって算出された前記全体のハッシュ値と、必要に応じて前記セグメントのサイズと前記一方向ハッシュ関数とを保存しておき、以後の処理において検証の必要がある場合には、前記制御手段に指示して、再度ハッシュ計算を実行させ、再度算出された前記全体のハッシュ値と、保存しておいた前記全体のハッシュ値とを照合し、一致しているかどうかを検証する検証手段、
として機能させることを特徴とする請求項4記載のストレージ管理プログラム。 - 仮想の論理ディスクのデータをストレージに格納して管理するストレージシステムにおいて、
前記論理ディスクを固定長のセグメント単位に分割して格納する記憶手段と、計算指示を受け取ると、前記記憶手段に格納される前記セグメントのデータ列に所定の一方向ハッシュ関数を適用し、前記セグメントのセグメント別ハッシュ値を算出する第1のハッシュ値算出手段と、を有する複数のストレージモジュールと、
前記論理ディスクのハッシュ値が要求されると、前記ストレージモジュールごとに設けられた、前記第1のハッシュ値算出手段による前記セグメント別ハッシュ値の算出処理を制御する制御手段と、前記第1のハッシュ値算出手段によって算出された前記セグメント別ハッシュ値を前記論理ディスクのデータのデータ順に応じたセグメント順に並べ、前記セグメント別ハッシュ値に前記一方向ハッシュ関数を適用して前記論理ディスク全体のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値算出手段と、を有するストレージ管理モジュールと、
を具備することを特徴とするストレージシステム。
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