[发明专利]一种哈希树的节点更新方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全技术，具体是一种为数据生成基于哈希树的校验结果的方法。

背景技术

数据的安全保护涉及诸多方面；其中，重要的一点在于校验数据的完整性(integrity)，即防止数据的讹误(即出错)或非授权的修改。在数据的完整性校验技术中，哈希树(Hash Tree，或Merkle Tree；参阅：“R.C.Merkle.Protocols for public key cryptography.In IEEE Symposium on Security and Privacy，1980”，“M.Blum，W.Evans，P.Gemmell，S.Kannan and M.Naor.Checking the correctness of memories.IEEE Symposium on Foundations of Computer Science，1991”以及“B.Gassend，G.E.Suh，D.Clarke，M.van Dijk，and S.Devadas.Caches and merkle trees for efficient memory authentication.Ninth International Symposium on High Performance Computer Architecture，2003”)是一种安全性高的数据完整性校验技术。

哈希树以树状结构进行组织；其中，包含若干下属节点的哈希树节点，称为父节点，而其所下属的节点，称为该父节点所下属的子节点；一个父节点所下属的子节点的数目，通常大于1；一个父节点所下属的子节点相互之间，又称为兄弟节点。当子节点发生变化而更新对应的父节点时，采用哈希函数(Hash Function，或散列函数；例如常用的MD5或者SHA-1函数)，连接发生变化的子节点的所有的兄弟节点，将连接结果输入哈希函数，以所得到的哈希结果来更新对应的父节点。

这样，哈希树中节点的更新就要求系统首先获取相关联的兄弟节点；当兄弟节点数目较多时就需要读取较大数量的数据，从而影响更新的性能。因此，有必要给出更有效的节点更新方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种哈希树节点更新的方法，使得更新节点时，系统所需读取的数据量小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

由子节点而更新父节点的过程，是采用增量哈希函数而完成的。

在为实现本发明所采用的技术方案中，增量哈希函数是：为得出父节点的当前值所进行的计算，不需要针对该父节点所下属子节点的全部，而只需要针对该父节点所下属子节点的变化部分。

本发明所具有的有益效果在于：更新父节点所需的数据量并不与子节点的数目成正比，而只与变动的子节点成正比；从而，在父节点下属子节点数目较多的情况下，更新并不需要读取额外较多的数据，从而实现高的更新性能。

具体实施方式

下面对本发明作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程；但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

为描述该实施例，假定哈希树根节点为R1；R1下属4个节点，分别为F1、F2、F3和F4；F1节点下属4个节点，分别为C1、C2、C3和C4。就“F1”和“C1、C2、C3和C4”而言，“F1”为父节点，“C1、C2、C3和C4”为“F1”的子节点，“C1、C2、C3和C4”相互之间为兄弟节点。

当C1发生改变时，哈希树需要依据C1的当前值而计算新的F1的当前值。一般地，会采用常用的哈希函数，如MD5算法，按照下式来计算F1的新值：

F1_NEW＝MD5(C1_NEW‖C2‖C3‖C4)

即，连接(以“‖”表示)C1变化后的当前值C1_NEW、C2、C3和C4，并将连接结果输入MD5函数，而得到的结果作为F1的当前值F1_NEW。为此，就需要读取C2、C3和C4，尽管它们并未发生变化。

依据本发明所提出的方法，采用增量哈希函数来计算F1的当前值。为此，所实施的计算过程为：

Node_OLD＝(C1_OLD‖C2‖C3‖C4)

Node_NEW＝(C1_NEW‖C2‖C3‖C4)