基于CP-ABE的云存储系统的设计与实现

发布时间：2017-08-19 03:21

  本文关键词：基于CP-ABE的云存储系统的设计与实现

  更多相关文章： 云存储 CP-ABE HMAC 安全共享

【摘要】：云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,作为一种新兴的存储模式,其特有的优势使它得到众厂商、开源社区和科研机构的高度重视,并得到快速发展。越来越多的厂商、机构选择将数据部署到云平台上,然而屡见不鲜的安全事件也暴漏出了云存储的众多安全问题,已成为阻碍云存储发展的重要屏障。本文首先对云存储安全问题进行了研究与分析,研究了Amazon S3云存储加密模型,分析了现有国内外云存储安全模型,研究了CP-ABE、HMAC、ACL等技术。在此基础上,设计了一个基于CP-ABE的安全云存储系统,从数据私密性、完整性两方面保证了用户云端数据的安全。并且该系统可以实现用户加密数据的安全共享,基于多租户模式,通过简单灵活且细粒度的访问控制策略保证授权用户的合法访问,达到了较高的数据利用效率。最后,实现了一个Demo系统对系统设计的有效性和实用性进行验证,给出数据测试与分析结果,并提出几种性能优化方法。本文设计的系统使用CP-ABE和访问控制相结合的方法,可以在保证用户数据机密性的前提下实现租户内外的一对多高效数据共享。该系统基于C/S架构,并且针对目前广泛使用的云存储服务接口RESTful API,客户端只需做很少的改动,因而可以很容易地部署到现有的云存储服务中。与传统基于PKI的方案相比,该方案不需要使用证书,因而也就不存在传统PKI系统中证书的分发与管理等问题,具有明显的优势。方案包含一个可信的授权机构,在某些安全要求较高的私有云环境中,如单位办公云、企业数据中心等,具有较好的适用性。
【关键词】：云存储 CP-ABE HMAC 安全共享
【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5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 课题背景及意义15-16
• 1.2 相关研究状况16-22
• 1.2.1 云存储安全问题研究16-17
• 1.2.2 国内外云存储安全模型研究17-22
• 1.3 论文的主要工作22
• 1.4 论文组织结构22-23
• 第二章 相关理论和技术介绍23-35
• 2.1 云存储技术23-25
• 2.1.1 云存储定义及特征23
• 2.1.2 云存储体系结构23-24
• 2.1.3 RESTful API24-25
• 2.2 基于属性加密25-30
• 2.2.1 相关基础25-27
• 2.2.2 基于属性加密中的相关定义27-28
• 2.2.3 基本的ABE算法分类28-29
• 2.2.4 CP-ABE基本流程29
• 2.2.5 Ibraimi的CP-ABE算法29-30
• 2.3 HMAC技术30-31
• 2.3.1 HMAC简介30-31
• 2.3.2 HMAC的典型应用场景31
• 2.3.3 HMAC安全性31
• 2.4 访问控制31-33
• 2.4.1 访问控制列表32-33
• 2.4.2 基于属性加密的访问控制33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 基于CP-ABE的云存储系统设计35-49
• 3.1 需求分析36
• 3.2 系统总体架构与模块设计36-39
• 3.2.1 总体架构设计36-38
• 3.2.2 系统模块设计38-39
• 3.3 系统方案详细设计39-45
• 3.3.1 用户注册39-40
• 3.3.2 客户端加密40-42
• 3.3.3 数据上传至云端42-43
• 3.3.4 数据安全检索43
• 3.3.5 数据下载至本地客户端43-44
• 3.3.6 客户端解密数据44
• 3.3.7 访问策略更新44-45
• 3.4 方案安全性分析45-46
• 3.4.1 数据机密性保证45-46
• 3.4.2 数据完整性保证46
• 3.4.3 检索安全性46
• 3.5 方案优缺点分析46-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 系统测试与分析49-59
• 4.1 Demo系统实现49-54
• 4.1.1 系统框架与软硬件环境49-51
• 4.1.2 系统功能模块实现51-54
• 4.2 数据测试与分析54-57
• 4.2.1 Swift平台测试54
• 4.2.2 授权中心实现测试54-55
• 4.2.3 客户端实现测试55-57
• 4.2.4 测试结果分析57
• 4.3 性能优化57-58
• 4.3.1 使用非阻塞I/O和内存映射文件57
• 4.3.2 改进数据完整性验证方法57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 5.1 全文总结59
• 5.2 研究展望59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-65
• 作者简介65-66

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