基于Erasure Code的P2P存储系统安全方案

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近年来,P2P技术随互联网技术的发展而兴起,成为网络技术研究的热点。而基于P2P网络构建的存储系统,相比传统存储系统具有如下优势:不依赖中心节点、高容错、高扩展、高效率、低成本,因而被认为是极富前景的P2P应用技术。在P2P存储系统中主要面对的是两个基本和关键的问题:存储数据可用性和存储数据安全性,这两个问题直接制约了P2P存储技术的发展,因此成为P2P网络技术研究的重点。   目前P2P存储系统的数据可用性问题主要利用数据冗余方案来解决,而目前所使用的冗余方案主要包括副本和Erasure code两类。比较而言,Erasure code的方式更适合P2P存储系统。文中将基于Erasure Code研究P2P存储系统的数据安全性问题。在研究目前已有的基于Erasure Code的RS码安全加密方案--SEC后,提出了多项式时间内利用部分已知明文破解SEC方案的方法,论证得出SEC方案是不安全的。针对这一问题,文中提出了一种新的基于Erasure Code的RS码安全加密方案——ERS,该方案通过文件分块算法使得原文件数据分块具备安全性,其与秘密柯西矩阵加密的RS码结合更整体提升了ERS的安全性能。安全分析显示ERS能抵抗穷举和已知明文攻击。文中基于C语言实现了RS码和ERS方案的基本程序,运行结果表明,ERS相比RS码并没有增加过多的运算负担,但却提高了安全性能,因此完全可以替代RS码,从而应用于P2P存储系统。
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