近年来云存储技术得到了广泛的应用与发展,云存储数据的安全问题也成为热点问题。在云计算环境下,多用户将会产生多源数据,而这些数据的机密性和完整性保护也将需要海量密钥的支持。海量数据的安全防护需求对云环境下的密钥管理问题提出挑战,这些密钥将占用大量的存储空间,如何降低密钥存储开销是密钥管理的一个重要问题;云存储的用户具有动态性,当用户权限变更时,为防止数据泄露,需要对授权用户的密钥进行更新,云环境下密钥的动态更新亦是巨大的挑战。因此,研究云环境下的密钥存储和密钥更新问题,对云存储技术的应用和发展具有重要意义。本文在研究现有云计算密钥管理相关技术的基础上,针对海量密钥生成和存储的新需求,设计一种基于密钥矩阵派生的密钥存储方案。该方案通过矩阵派生方法,由根密钥派生文件的加密密钥,用户只需存储管理根密钥及密钥矩阵配置,即可动态生成文件加密密钥,可以降低密钥存储开销。方案将文件加解密计算设置在私有云上实施,公有云负责提供存储和查询密文数据的服务。另外,云环境下密钥的更新存在成本消耗大的问题。当云计算用户选择将数据外包给云服务提供商进行管理时,由于外包数据库需要处理大量租户和数据资源,数据拥有者对数据的使用权限变更时,密钥的更新成本也将剧烈增长。针对这一问题,本文优化了一种基于中国剩余定理的密钥更新方案,在更改用户的访问权限时,不需要将验证密钥重新发送给其他用户,而是通过计算新的X_r(由授权租户组成同余方程组的解)和C_r(一个秘密值)来排除更改权限的用户。当存在大量用户时,将具有相同访问权限的用户设为一类,将基于中国剩余定理的密钥更新方案应用于每个子用户类,而不是应用于所有用户,子用户类中的所有用户共享X_r,减少密钥更新成本。通过模拟实验,将本文密钥存储方案与参考文献方案在存储开销、密钥交换的通信开销和密钥派生的计算开销等方面进行对比和分析,证明了密钥存储方案的有效性。通过模拟实验对密钥更新方案进行了验证,将本文优化的基于中国剩余定理的密钥更新方案与参考文献的密钥更新方案在密钥更新成本方面进行了对比分析,证明本文提出的优化密钥更新方案可以降低密钥更新成本,验证了方案的有效性。