[发明专利]一种数据存取方法

说明书

技术领域

本发明属于数据存取技术领域，具体涉及一种数据存取方法。

背景技术

存储方式的发展经过了内置存储时代、直连存储时代、网络存储时代一直到集群存储时代的变迁。其中在网络存储时代涌现出了NAS(网络连接存储)、SAN(存储区域网络)等存储技术，而在现如今的集群存储时代，高可用性集群、负载均衡集群、高性能集群等各种类型的集群也各具特点和优势，同时分布式存储的方式也逐渐流行开来。

分布式的存储方式一般可以根据存储的数据类型划分为结构化、半结构化和非结构化的存储；或者根据存储系统的体系架构划分为主从式和对等式(即P2P形式)的存储。主从式的存储系统也有结构化的如Oracle集群等，半结构化的如BigTable(由Google开发的半结构化分布式存储系统)、Hbase(BigTable的开源实现版本)等，非结构化的如GFS(Google File System，由Google开发的分布式文件系统，主要针对非结构化的数据)和HDFS(Hadoop Distributed File System，GFS的开源实现版本)等。但这些分布式存储系统往往在私密性和可用性上存在一些问题。众多周知，数据存储过程中的数据私密性非常重要，原始数据泄漏对用户的损害极大，同时由于服务器宕机等原因造成的存储节点拒绝服务或者数据损坏造成的无法读取等问题将严重影响用户数据的可用性。所以，数据存储的私密性和可用性是存储方法和存储系统必须重点关注的两个问题。

针对以上两点，目前比较常见的策略是一种显式安全策略，一般是将数据存储在单一的服务器上，并且进行适当的备份。在这种情况下，用户只需要录入密码进行安全认证来获取数据。因此，需要密码具有较高的复杂程度以防破解，并且一般需要用户频繁的更换密码。但是用户往往希望自己的密码简单好记，如此反而容易成为攻击者的目标。另外，由于目前大多数存储系统不提供数据加密模块，所以需要用户在向存储系统提交数据之前自己进行加密。常用的加密算法如MD5(Message-Digest Algorithm 5，信息-摘要算法5)、PGP(Secure Hash Algorithm，安全哈希算法)、RSA(基于数论的非对称性加密算法)等。这种方式对用户要求较高，也增加了用户使用的时间成本等。并且用户数据往往需要长期在线存储，这种情况下，目前能够为数据提供足够安全性的密钥可能在一段时间之后就不再可靠。基于以上种种原因，对数据的在线存储服务来说，以显式安全策略为基础的安全体系在很大程度上已经不再适用。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种数据存取方法，兼具高私密性和高可用性。

一种数据存取方法，包括如下步骤：

数据存储：

(1)将用户输入的数据的每个字节通过根式拆分转换成k维特征向量；k为大于1的自然数；

(2)构建n×k维的中间矩阵，根据中间矩阵使所述的k维特征向量扩充为n维冗余向量，并保存中间矩阵；n为自然数且n大于k；

(3)将每个字节对应n维冗余向量中的n个元素值分别写入n个文本文档中，进而将这n个写有m个元素值的文本文档分别存储于n个服务器中，m为输入数据的字节个数；

数据读取：

(a)从n个服务器中任选k个服务器，并从中获取对应的k个文本文档；读取这k个文本文档中的每个元素值，重建得到m个与字节对应的k维中间向量；

(b)根据所述的k维中间向量和中间矩阵，构建k×k维的还原矩阵；根据还原矩阵使所述的k维中间向量还原成k维字节向量；

(c)依次对每个字节对应的k维字节向量进行模合并，得到每个字节的字节值，从而还原得到用户输入的数据。

所述的步骤(1)中，将每个字节通过根式拆分转换成k维特征向量的方法为：首先，构建k次多项式如下：

x^k+a_k-1x^k-1+a_k-2x^k-2+…+a₁x+a₀＝0

然后，将以上k次多项式转化为以下表达式：

(x-r₁)(x-r₂)…(x-r_k)＝0

其中，r₁～r_k为该k次多项式的k个根，则r₁×r₂×...×r_k＝a₀；