基于网络编码的分布式存储系统安全性研究

发布时间：2017-05-26 19:03

  本文关键词：基于网络编码的分布式存储系统安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分布式存储系统作为当前云计算和云存储的基础技术,已经得到广泛运用。分布式存储系统首先需要处理节点故障带来的问题,同时还需要考虑来自潜在的信息安全威胁。为解决节点修复问题,一般分布式存储系统都会引入冗余以提高可靠性,尤其是基于网络编码理论的再生码技术可以将通信带宽降低到信息理论给出的最小值。然而,在这种动态修复环境下,窃听者既可以在节点正常运转时实施窃听,也可以在节点修复时采取行动,如何在其生命周期的不同时刻保护存储数据免于入侵者的窃听是重要的安全问题。 本文将从安全网络编码理论出发研究这类分布式存储系统的安全问题。首先,本文扩展了传统安全网络编码的定义。我们指出当窃听信息可以由最小割信息确定时,最大窃听速率受限等价于最大窃听边数限制。根据这个结论,本文随后指出最小带宽修复下的分布式存储系统满足这个条件,因此可以根据已有的编码方案经过线性变换后构造安全存储编码。而针对最小存储修复的安全问题,本文首先证明了一种稳定完整修复编码可以经过线性变换转化为达到安全存储容量上界的安全存储编码。这两个结论表明,在最小带宽和最小存储修复当中,功能性修复的最大安全存储容量可以通过精确性修复编码达到。最后,这些结论均可以被推广到多节点协作式修复当中。
【关键词】：分布式存储 安全网络编码 再生码
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333;TP309
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 大数据与分布式存储7-9
• 1.2 分布式存储安全问题9-11
• 1.3 本文主要内容安排11-13
• 第二章 网络编码和分布式存储概述13-23
• 2.1 网络编码模型13-15
• 2.1.1 网络信息流13-14
• 2.1.2 线性网络编码14-15
• 2.2 基于网络编码的存储修复策略15-22
• 2.2.1 信息流图分析16-18
• 2.2.2 存储和带宽开销分析18-20
• 2.2.3 信息论模型20-22
• 2.3 本章结论22-23
• 第三章 安全网络编码理论23-31
• 3.1 安全网络编码概述23-24
• 3.2 安全网络编码构造24-27
• 3.2.1 线性网络编码安全条件25
• 3.2.2 安全网络编码逆定理25-26
• 3.2.3 线性安全网络编码构造26-27
• 3.3 最大窃听速率约束下的安全网络编码27-30
• 3.4 本章结论30-31
• 第四章 单节点修复下的安全性研究31-41
• 4.1 窃听模型与安全问题31-33
• 4.1.1 窃听模型31-32
• 4.1.2 研究现状32-33
• 4.2 MBR 安全容量问题33-34
• 4.3 MSR 安全容量问题34-39
• 4.3.1 Rawat 容量上界34-35
• 4.3.2 窃听信息量估计35-38
• 4.3.3 上界的可达性38-39
• 4.4 本章结论与讨论39-41
• 第五章 多节点协作修复安全性研究41-51
• 5.1 协作修复模型41-46
• 5.1.1 基本模型41-42
• 5.1.2 信息流图分析42-45
• 5.1.3 窃听者模型45-46
• 5.2 MBCR 安全容量分析46-47
• 5.3 MSCR 安全容量分析47-50
• 5.4 本章结论与讨论50-51
• 第六章 结束语51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-59
• 攻读硕士学位期间的研究成果59-60

【共引文献】

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本文编号：397762