基于属性加密的安全存储系统的设计与实现

发布时间：2017-09-19 18:21

  本文关键词：基于属性加密的安全存储系统的设计与实现

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【摘要】：如今已经迈入了互联网大数据时代,网络成为了我们生活中不可或缺的一部分,网络也逐渐的改变着人们的生活方式,数据存储就是其中之一。自云计算技术诞生之后,传统的数据存储方式被新兴的基于云计算技术的“云存储”所逐渐代替,云存储带给人们的是一种更加简便、灵活、省钱的数据存储模式,本文将依托云存储模型Hadoop框架设计并实现数据存储平台。然而在云存储应用中,安全问题一直以来是人们关注的焦点。云存储系统不仅需要能够存储大数据,更要能够保障存储数据的安全性,本文通过引入基于密文的属性基加密策略(Ciphertext Policy Attribute Based Encryption,简称CP-ABE),来实现对用户的访问控制,通过这种方式不但能够保证数据的安全性,同时还能够简化数据的分享过程以及数据密钥的管理,能够提供更加细粒度的访问控制,使得权限管理变为属性管理,更加简便。本文最终设计实现的云存储系统达到了最初的设计目标,各方面表现优良。本文实现的云存储系统能够满足政府用户、企业用户和个人用户的不同数据存储需求,对大数据时代的用户的信息数据的安全有效存储具有重大的意义。
【关键词】：云存储 Hadoop CP-ABE 安全性 访问控制
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333;TP309
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 国内外研究进展10-12
• 1.2.1 云存储的研究10-11
• 1.2.2 云存储安全的研究11
• 1.2.3 属性加密的研究11-12
• 1.3 论文的主要工作12
• 1.4 论文结构12-14
• 第二章 关键技术14-24
• 2.1 HDFS14-17
• 2.1.1 HDFS的概念14
• 2.1.2 HDFS的系统架构14-15
• 2.1.3 HDFS的数据读写流程15-17
• 2.2 HBase17-20
• 2.2.1 HBase的概念17
• 2.2.2 HBase的系统架构17-18
• 2.2.3 HBase的数据结构及其特点18-19
• 2.2.4 HBase的数据读写流程19-20
• 2.3 属性加密20-23
• 2.3.1 关键概念20-21
• 2.3.2 数学基础21
• 2.3.3 算法的实现步骤21-22
• 2.3.4 CP-ABE机制模型22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 系统需求分析24-28
• 3.1 系统可行性分析24
• 3.1.1 经济可行性分析24
• 3.1.2 技术可行性分析24
• 3.2 系统功能需求24-26
• 3.2.1 文件系统模块24-25
• 3.2.2 文件共享模块25
• 3.2.3 用户信息管理模块25
• 3.2.4 人员管理模块25-26
• 3.3 系统非功能性需求26-27
• 3.3.1 系统性能需求26
• 3.3.2 系统运行需求26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第四章 系统的设计28-44
• 4.1 系统的总体架构设计28-29
• 4.2 系统的层次结构29
• 4.3 系统的模块及功能设计29-31
• 4.4 交互界面的设计31-32
• 4.5 访问控制的设计32-34
• 4.5.1 安全假定32
• 4.5.2 体系结构32-33
• 4.5.3 访问控制流程33-34
• 4.6 数据存储的设计34-39
• 4.6.1 文件存储结构方案34-37
• 4.6.2 目录管理员方案37-38
• 4.6.3 元数据存储方案38-39
• 4.7 数据安全方案的设计39-42
• 4.7.1 数据传输中的安全39-40
• 4.7.2 数据存储中的安全40-41
• 4.7.3 数据完整性的检测41-42
• 4.8 文件密钥管理策略的设计42-43
• 4.9 数据共享策略的设计43
• 4.10 本章小结43-44
• 第五章 系统的核心实现44-83
• 5.1 云存储平台的搭建44-50
• 5.1.1 Hadoop平台的搭建44-48
• 5.1.2 HBase的安装48-50
• 5.2 属性加密算法的实现50-68
• 5.2.1 JAVA端实现50-51
• 5.2.2 setup算法实现51-52
• 5.2.3 keygen算法实现52-56
• 5.2.4 encrypt算法实现56-60
• 5.2.5 decrypt算法实现60-63
• 5.2.6 属性加密算法的调用流程63-68
• 5.3 系统功能的实现68-77
• 5.3.1 文件浏览的实现68
• 5.3.2 文件上传的实现68-73
• 5.3.3 文件下载的实现73-77
• 5.3.4 文件共享的实现77
• 5.4 系统实现效果展示77-82
• 5.5 本章小结82-83
• 第六章 系统测试83-85
• 6.1 系统功能测试83
• 6.2 系统关键性能测试83-84
• 6.3 本章小结84-85
• 第七章 总结和展望85-87
• 7.1 总结85
• 7.2 展望85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-92

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