基于环LWE问题的云存储去重方案

论文摘要

随着网络用户数量的迅猛增长,海量的信息数据给传统的本地存储服务形式带来了严峻的考验。云存储服务极大减轻了用户本地存储资源紧张问题,然而大量相同数据被不同用户以不同的密文形式存储在云服务器,极大程度地浪费了云端资源使用率。在此意义上,建立一个密文文件级去重方案,既能满足用户对上传文件的隐私需求,又能够减少云服务器存储空间开销,成为了当前迫切需要解决的问题。目前大部分的密文文件级去重方案均采用收敛加密算法,然而其文件加密密钥由文件经确定性算法生成,低熵文件无法抵抗暴力字典攻击;部分去重方案将文件所有权认证建立在基于文件密文的默克尔树上执行所有权认证协议（proofs-of-ownership,PoWs）,这对用户端计算能力要求较高,无法实现高效去重;部分去重方案为实现密钥与文件内容独立,引入第三方服务器分发密钥,其安全性需求往往在现实场景中难以满足;另外大部分现有去重方案均基于离散对数、大整数分解等数学问题,而基于这些数学问题的公钥算法在未来不能够抗量子计算机攻击,不能满足未来用户对于安全性的需求。针对上述问题,本文提出了一种基于环上错误学习问题（Ring learning with errors,Ring-LWE）的密文去重方案。该方案利用基于环LWE的公钥加密机制对文件进行加密并上传;利用基于格的零知识证明协议,结合不损失信息熵的文件哈希值,实现文件所有权认证;利用隐藏凭据检索法,仅有通过文件所有权认证的后续文件上传者,可利用口令恢复首位文件上传者的私钥。本方案中加密文件的公私钥与文件内容独立,规避了收敛加密算法中低熵文件无法抵抗暴力字典攻击问题;利用基于格的零知识证明协议完成文件所有权认证,可证安全且高效;利用隐藏凭据检索法对通过认证的用户传递密钥,避免了第三方服务器的引入,更适用于实际的云服务场景;利用基于格中环LWE困难问题的公钥加密算法加密文件可有效抵抗量子计算机攻击,符合未来的安全性需求趋势。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 佟硕

导师: 曾吉文

关键词: 去重,所有权认证,零知识证明,隐藏凭据检索法

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,计算机硬件技术

单位: 厦门大学

分类号: O153.3;TP333

总页数: 36

文件大小: 1662K

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