云环境的出现给社会带来巨大改变,为节约计算资源、拓宽存储方式提供思路。在云的帮助下,数据共享成为更便捷的获取信息的方法,在收集数据、分析数据等方面具有优势。在数据共享过程中,共享数据的安全性以及用户的隐私是值得关注的问题。一方面,使用密钥加密是一种方便快捷的保护数据方式。而且,在密钥协商过程中,需要对收到的信息进行认证,以防信息被篡改。另外,为保证用户无差别协商,每个用户需提供等额的密钥贡献值。另一方面,用户往往因为担心个人隐私暴露而拒绝数据共享,这使得可利用的数据量比较少。同时,在共享群组中的用户可能上传非法数据,这不利于群组用户收集信息,还会浪费下载资源,违背数据共享的初衷。因此,就上述提到的问题,本文分别提出解决办法,具体如下:(1)基于螺旋队列的组密钥协商协议本文提出了一种采用特殊数学结构的组密钥协商协议,在该协议中引入螺旋队列这一概念,将用户与坐标系中的点一一对应,运用分治思想,通过比较用户的横纵坐标将用户划分成若干子集,两轮通信后每个用户即可协商出相同的会话密钥。由于螺旋队列是一个无限的数学集合,所以可以处理任意数量用户的群组密钥协商。因为群组用户均为平级,并且执行相同操作,所以能很好地解决用户贡献不均衡的问题。同时,防止信息被篡改,保证每个用户提供的会话密钥贡献值的合法性,在收到信息后,用户认证消息的来源以及消息的合法性。(2)基于结构化密钥的匿名可追踪数据共享协议本文提出了一个基于结构化密钥的数据共享协议,该协议中用到上文提出的螺旋队列结构,所有群组用户使用螺旋队列结构协商出群组会话密钥,并使用此会话密钥加密共享数据,达到保护数据安全的目的。另外,为了打消用户顾虑,保护用户个人隐私,群组中的用户使用假名协商会话密钥和共享数据,该假名使用单向哈希函数,保证真实ID无法被推测出。同时,为了追踪非法数据的来源,在协议中引入可信第三方,可信第三方根据收到的非法数据匹配存储的用户信息就可以追溯真实用户身份。