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云存储是以云计算为基础而产生的新的数据存储模式,它是对数据存储概念的延伸和拓展。虽然云存储具有诸多优点,但由于数据存储在云端,用户并不能直接了解和掌握数据的完整性信息,数据可能受到各种威胁,所以对云存储服务器中用户数据的完整性认证是非常必要和重要的。 本文首先介绍了云存储环境下数据完整性认证的研究背景和意义,分析了在现有的数据外包存储模式下数据完整性认证算法的研究现状。然后,介绍了数据完整性的内涵,分析了数据完整性认证的模型和评估准则,并对数据完整性认证的基本方法做了归纳分析,指出了其在云存储环境下的不足。 在上述分析研究的基础上,本文采用了适合云存储环境的第三方认证模型,并通过对数据持有性证明SPDP协议算法的改进,设计了数据完整性认证协议HPDP。首先,HPDP采用了 Merkle哈希树结构存储数据块的数据及位置信息,实现了云存储服务器中数据的动态更新。同时,在协议执行过程中,改变了SPDP中RSA同态算法密钥分配方法,使之能够在第三方模型下对数据完整性进行认证;改变了证明生成方法,使认证过程的时间开销得到了降低。接着,对协议算法进行了理论推导,证明了在不泄露数据隐私的情况下,可以对用户数据的完整性进行有效认证。然后,对协议算法在存储、通信、计算时间三方面的开销做了详细的分析。 本文用c语言对HPDP协议算法加以描述,并对实验数据进行了仿真。在两组实验中,对相同条件下HPDP算法和相关协议算法在通信开销和时间开销方面进行了比较,结果显示该协议在某些约束条件下具有一定的优势。最后,通过对两组实验的分析,得出了本协议的适用情况;结合实际应用情况,得出了最佳使用条件。