【摘 要】
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在基于云的存储系统中,加密是一种常用的保护数据隐私的策略,但是仅仅采用加密方式并不能抵抗所有类型的攻击,例如,攻击者可以通过观察用户对数据的访问模式来推断隐私信息,其中包括数据的重要程度、数据的关联性,然后对信息进行分析,以此发现用户更多的隐私信息,甚至是加密数据的内容等。不经意随机访问机(ORAM)是一种可以用来隐藏I/O操作的数据访问模式的加密方案。ORAM混淆每一次访问过程,使其与随机访问不
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在基于云的存储系统中,加密是一种常用的保护数据隐私的策略,但是仅仅采用加密方式并不能抵抗所有类型的攻击,例如,攻击者可以通过观察用户对数据的访问模式来推断隐私信息,其中包括数据的重要程度、数据的关联性,然后对信息进行分析,以此发现用户更多的隐私信息,甚至是加密数据的内容等。不经意随机访问机(ORAM)是一种可以用来隐藏I/O操作的数据访问模式的加密方案。ORAM混淆每一次访问过程,使其与随机访问不可区分,模糊化真实访问中的访问操作、访问位置、用户访问数据的概率等信息,从而从访问模式的层面保护用户的隐私。在现有的基于ORAM的云存储系统中,在每一次的访问操作之后,对数据块进行移动位置,并不能完全的消除防护访问模式导致的隐私泄露问题,例如,多个数据块之间关联读写操作可能会泄露数据块之间的关联性,对同一个数据块多次连续的读写操作使得服务器可以观察到数据块的重要性,这些都会在一定程度上造成用户的隐私泄露。针对云存储系统中的安全与隐私保护问题,本文的主要研究工作和创新点包括以下两点:首先,针对多个数据块之间关联读写操作造成的隐私泄露问题,本文提出采用缓冲池技术和滑动窗口协议来解决。对客户端的访问请求序列建立一个读写缓冲池,并对客户端的读写操作设置一个滑动窗口。根据缓冲池中空闲位置的数量,调度请求队列中用户的访问请求进入缓冲区,并且,用户的访问序列进入缓冲池之后不立即执行,而是作一定时间的延迟,在一些读写操作累积到一定的数量之后,通过滑动窗口算法,对于滑动窗口内的访问,按照随机的顺序执行并行处理。其次,针对同一个数据块多次连续的读写造成的隐私泄露问题,本文提出在真实的访问中加入一些虚假的访问,以此来混淆服务器的观察。对于同一个数据块的多个读\写操作,在其中随机的加入一些对其他数据块的访问,那么,就可以打破原有访问中的固定的读写模式,增强用户访问模式的安全性和隐私性。通过仿真实验,说明了在本文提出的算法中,随着并发请求数量的增加,吞吐量也在逐步提升,而相应的平均响应时间也在逐步的减小。然后,将本文的算法与Oblivistore算法、Tao Store算法进行对比,通过对比分析,本文的算法能够保护用户访问模式的隐私,但是在性能上有一定程度的牺牲,因此,在设计云存储系统时,需要找到两者之间的一个平衡点。
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