分布式认证跳表及其在P2P分布式存储系统中的应用

发布时间：2020-06-20 13:55

【摘要】：随着网络的进一步发展,人们生活中的计算设备不断增多并产生了大量的数据,为满足日益复杂的各种信息的存储需求,基于P2P的海量存储系统以其独有的高可扩展性,负载平衡等特点,迅速成为当今的研究热点。然而,P2P存储系统作为第三方的存储系统,不但易遭受外部的恶意攻击,还要充分考虑来自网络节点本身的恶意操作,因此P2P存储系统中的安全性问题是一项重要的研究课题。 Goodrich等学者提出的认证数据结构模型能够很好的解决不可信的数据发布者的数据认证问题。然而并不适用于分布式的存储环境。本文在对Goodrich认证跳表数据结构和基于有向哈希树的认证跳表研究的基础上,提出了一个分布式认证跳表(Distributed Authenticated Skip List, DASL)并给出其设计思想及其分布式存储方案,在仅利用分布式系统下最基本的分布对象定位算法locate的基础上,设计并详细描述了对象查询路径获取算法,对象验证算法以及对象的插入和删除等算法,并应用概率论和数理统计的方法对DASL的代价进行了理论分析。DASL的实现不依赖于分布式系统中locate操作的实现细节,从而获得了简单性,可扩展性和可用性,因此易于应用到现有的分布式存储系统上,为其提供内容认证服务。另外,本文提出了基于DASL的P2P数据认证模型,给出了实体间的认证协议,以解决P2P分布式存储系统下的内容认证问题。最后,设计并实现了一个基于DASL的P2P网络安全存储原型系统,保证了存储文件的完整性和可认证性。本文的研究结果表明基于DASL的P2P网络安全存储原型系统具有数据源端空间最优性和时间高效性,因此具有其应用价值。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333
【图文】：

表结构

图2.2跳表结构Fig.2.2Structu一eofaskiPlist按照从下层链表中选取节点到上层链表的方式，可以把跳表分为两类:随机性跳表和确定性跳表。Goo价ich提出的跳表是一种随机性跳表，即把下层链表中的节点以二分之一的概率随机选取到上层链表中;确定性跳表的节点层数和该节点的元素值有关，即节点层数遵循一定规律。认证跳表数据结构，也称为认证跳表「‘”]，是认证数据结构非常重要的一种实现方式。而且现有的很多数据认证方案[22，23]，也采用认证跳表作为数据的存储和组织结构。认证跳表是一种增强的跳表，它把密码学的相关知识附加到跳表数据结构中，对跳表的每个节点添加一些辅助元素，即节点哈希值(HashVaZue)(也称节点特征值)，并利用哈希函数这一密码学手段，通过定义复杂的节点哈希值算法，来实现数据认证功能。其中左哨兵的最高层节点的哈希值称为Basis，它的值与跳表中的所有元素的哈希值都有关，因此相当于整个跳表的特征值。

示例,节点,哈希,有向树

东北大学硕士学位论文第2章相关理论研究基础(3)}ll、的平NL是指通过nls的顶层节点的后向指针可以一步到达其平节点的NL，如图2.3中的nls6就是nsZ:的平NL。}_co七工一O口卜一一-一一一一一一一~一一一一一lll000lll000尸入艺Psl+++(火〕〕 66633333+(义〕〕 lll22222422222十‘刀刀 lll22222200000422222633333十〔均均 lll22222388888422222办勺勺勺 633333+(〕习习 lll22222200000311111388888422222… 555555{633333{+cooo图2.3跳表中的平行节点列表示例Fig.2， 3TheexalnPleofPNLinskiPlistDHT的构建主要是根据DHT独特的结构特性，在原存储方案的基础上创建和分配有向哈希节点DH刀勿de，并将这些节点按照一定次序构成的一棵有向树。首先看一下D万刀吻de的数据结构: classDH孙几)de沪String关{a5，hValue，’//节点哈希值，只有DH7认/ode才有节点哈希值D子l兀从，deParent

【参考文献】