【摘 要】
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随着云计算技术发展,更多用户选择将数据外包存储到云端,因此失去对数据的物理控制权,无法保证数据完整性。目前云数据完整性审计方案主要通过审计员（Auditor,Aud）验证数据持有性证明是否可信,进而判断对应云数据的完整性。Aud往往是单一机构或组织,存在单点失效问题,而且可能与云服务存储商（Cloud Service Provider,CSP）合谋进行恶意攻击,因此基于区块链的云数据完整性审计应用
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随着云计算技术发展,更多用户选择将数据外包存储到云端,因此失去对数据的物理控制权,无法保证数据完整性。目前云数据完整性审计方案主要通过审计员（Auditor,Aud）验证数据持有性证明是否可信,进而判断对应云数据的完整性。Aud往往是单一机构或组织,存在单点失效问题,而且可能与云服务存储商（Cloud Service Provider,CSP）合谋进行恶意攻击,因此基于区块链的云数据完整性审计应用而生,用于解决即使有不可信Aud参与也能正确完成数据完整性审计的场景。此外,针对区块链中审计结果失效或错误等问题,实现交易细粒度层次上区块链无效审计结果的修改。本文具体研究内容如下:（1）针对云数据完整性审计效率低问题,在数据持有性证明（Proof of Data Possession,PDP）基础上,提出一种基于区块链的动态云数据完整性审计方案（Blockchain based Cloud Data Integrity Auditing Scheme,BCDIAS）。Aud通过局部置信率随机抽取数据块生成挑战,CSP聚合数据物理性和逻辑性生成挑战对应证据,状态通道内Aud根据验证信息树（Evidentiary Information B+,EIB）中的辅助证据信息完成完整性审计验证,审计结果由智能合约打包成交易,并通过区块链矿工节点保存区块链中。实验证明,BCDIAS方案提供数据隐私保护,能够抵御各类单体攻击,整体审计效率提升12.14%,对实际应用场景具有一定参考价值。（2）针对区块链中审计结果失效或错误问题,提出基于变色龙哈希函数的可修改区块链方案（Modifiable Blockchain Scheme based on Chameleon hash,MBSC）。利用多个委员会成员代替单一成员生成、管理及分发修改密钥,解决传统方案单一成员生成修改密钥被攻击密钥泄露问题;利用最小伪随机数选择修改者,解决多轮投票选择修改者导致速度缓慢问题;通过动态绑定委员会成员拥有密钥数量与保证金关系,解决恶意委员会成员无故退出导致部分交易无法被修改问题。实验证明,MBSC方案能够在交易细粒度层次上实现对无效审计结果修改,系统修改密钥管理更加安全可靠,能够实现修改后问责,且区块链数据修改效率提升21.4%。
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