智能电网云存储中支持安全去重的完整性检验研究

发布时间：2020-10-22 14:43

　　 随着智能电网不断发展,电力系统与计算机技术之间的结合将会愈来愈紧密,电力系统产生的数据量也将会愈来愈大,现有的数据存储技术已经不能很好的满足当前的需求。于是,需要引进云计算技术的服务模式和技术模式来解决当前电力系统海量数据的问题。但是,存储在云服务器上的数据并不是那么的安全,需要完整性和机密性保护,避免遭受到未经授权的用户对数据进行非法的篡改。于是,本文完成了以下工作:1、针对智能电网高级量测体系(AMI)的数据完整性问题,本文设计了一个基于无双线对、云平台的AMI数据完整性验证方案。该方案采用同态消息认证码技术,有效的降低了验证响应证明信息的计算开销和通信代价。并结合随机掩饰码技术,保护了云服务器上用户原始用电数据的安全,从而确保用户的用电隐私。分析结果表明,该方案在确保AMI用户云存储数据完整性和机密性的同时,有效的降低了验证过程中的计算开销和通信开销。2、由于,大部分的电力数据是冗余数据,需要用数据去重技术来节省云存储成本和管理成本。因此,针对智能电网云存储的数据重复和数据完整性问题,本文设计了一个智能电网云存储中支持安全去重的数据完整性验证方案。该方案采用基于Bloom filter所有权证明的去重方法以及用户间文件级去重和用户内的数据块级去重策略,在此安全去重方法上结合S-PDP完整性验证机制,利用数据分块、随机抽样策略,实现了智能电网用户端的安全去重和完整性验证。通过引入纠删编码,用户可以对遭受破坏的数据进行修复。分析结果表明,该方案在保证智能电网云存储数据可以安全去重和完整性的同时,可有效计算开销和通信开销。3、本文设计出了一个基于Hadoop的智能电网云存储平台架构,并且在linux虚拟操作系统下搭建了Hadoop伪分布式云计算平台来进行仿真实验。实验结果表明,本论文提出的方案具有比较低的计算开销和通信开销。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM76;TP309
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 智能电网云存储发展现状
        1.2.2 云存储数据安全去重发展现状
        1.2.3 云存储数据完整性验证发展现状
        1.2.4 支持安全去重的完整性验证发展现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
第2章 相关技术
    2.1 数据去重技术
    2.2 数据完整性验证
    2.3 随机掩码技术
    2.4 Shamir秘密共享
    2.5 同态消息认证码
    2.6 收敛加密算法
    2.7 布隆过滤器
    2.8 同态标签
    2.9 符号说明
    2.10 本章小结
第3章 基于云平台的AMI数据完整性验证方案
    3.1 高级量测体系
    3.2 基于云平台的AMI数据完整性验证方案
        3.2.1 面临的问题
        3.2.2 设计的目标
        3.2.3 模型的提出
        3.2.4 基于云平台的AMI数据完整性验证方案的设计
    3.3 方案分析
        3.3.1 正确性分析
        3.3.2 安全性分析
        3.3.3 性能分析
    3.4 本章小结
第4章 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案
    4.1 智能电网云存储的数据特点
    4.2 数据去重策略
        4.2.1 文件级去重策略
        4.2.2 数据块级数据去重
    4.3 文件的所有性证明
    4.4 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案设计的目标
    4.5 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案设计
        4.5.1 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案模型
        4.5.2 初始化阶段
        4.5.3 安全去重阶段
        4.5.4 完整性验证阶段
    4.6 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案分析
        4.6.1 正确性分析
        4.6.2 安全性分析
        4.6.3 性能分析
    4.7 本章小结
第5章 基于Hadoop的智能电网云存储平台设计
    5.1 Hadoop基本框架
        5.1.1 HDFS架构
        5.1.2 MapReduce架构
        5.1.3 YARN架构
    5.2 基于Hadoop的智能电网云存储平台
        5.2.1 智能电网云平台架构
        5.2.2 智能电网云存储平台的设计
    5.3 智能电网云存储平台的功能
        5.3.1 上传数据
        5.3.2 下载数据
        5.3.3 支持安全去重的完整性验证
    5.4 云存储平台环境搭配
        5.4.1 安装运行环境
        5.4.2 创建Hadoop用户并分配IP地址
        5.4.3 配置SSH无密码连接
        5.4.4 安装JDK
        5.4.5 配置Hadoop
        5.4.6 启动Hadoop并验证安装
    5.5 实验数据集
    5.6 实验测试
        5.6.1 基于云平台的AMI数据完整性验证方案实验分析
        5.6.2 智能电网云存储中可安全去重的数据完整性验证方案实验分析
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 进一步工作方向
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

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本文编号：2851730