[发明专利]一种雾存储中支持动态所有权管理的块级数据去重方法

说明书

本发明属于雾计算和信息安全技术领域，公开了一种雾存储中支持动态所有权管理的块级数据去重方法。该方法提出了一种改进的块级客户端去重技术，在节省网络带宽的同时，解决了当前块级客户端去重中的数据敏感信息泄露的问题。在此基础上，该方法还提出了两级所有权列表和密钥更新机制，在高效节省存储空间的同时，以较少的代价实现细粒度的访问控制，填补了当前没有所有权管理技术与块级去重技术兼容的空白。此外，该方法还介绍了一种数据块动态存储机制，系统中数据块根据服务需要在系统中转移，不但可以降低服务成本和文件访问延迟，还可以提高系统安全性和用户服务体验，解决了当前雾存储去重方案中系统资源利用率不高的问题。

技术领域

本发明属于雾计算和信息安全技术领域，尤其涉及一种雾存储中支持动态所有权管理的块级数据去重方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：日益增长的云服务用户将导致集中式的云计算服务模式无法提供及时有效的服务，为此，研究人员提出一种新的计算模式—雾计算，该计算模式具有低延迟、服务便捷的优点。然而，雾存储中数据量的快速增长使其面临磁盘空间和网络带宽不足的窘境，所以服务提供商们通过使用数据去重技术，利用数据相似性删除系统中相同数据的多余备份，仅保留单一副本来有效节省服务资源。

目前的数据去重技术根据去重粒度可以分为文件级和块级，与文件级去重相比，由于块级去重支持不同文件中相同数据块的去重，所以更节省存储资源。根据去重方式的不同，这些方案又可以分为服务器端去重和客户端去重，其中客户端去重比服务器端去重更节省带宽资源，但在数据上传阶段，数据用户可以根据服务器的响应判断出文件是否已经存在于存储系统中，导致了侧信道信息泄露。现有的客户端去重技术，尤其是文件级客户端去重技术都无法有效地避免这种信息泄露问题。就目前而言，研究如何在块级客户端去重中抵抗侧信道信息泄露是一个开放性的课题。

在商业雾存储中，数据的密钥在生成后很少更新，并且用户可能通过删除或更改雾存储中自己的数据来降低开销，这种频繁的所有权变更容易导致数据密钥的泄露，威胁数据安全和服务质量。所以，存储系统应实现对数据的动态所有权管理，以保证数据的前后向保密性。目前研究者们也提出了一些动态所有权管理技术，然而这些技术或由于方案独特的构造、或由于过大的成本开销，导致其只能与文件级去重相兼容，这严重制约了这些技术节省存储的资源的效率。块级去重可以节省更多的存储资源，但对于大文件去重来说，大量的文件数据块处理造成了很多开销，并且传统的单所有权列表和密钥密文更新机制难以维持这种繁琐的工作模式。所以研究如何以尽可能少的代价在块级去重技术中实现动态所有权管理是一个很有意义的课题。

如何高效利用系统中资源是商业雾存储的重要考量之一。然而在当前为数不多的雾存储去重方案中，大多数都是通过将初始上传的文件存储在雾设备中一定周期来缓解中心云的工作压力，但所有数据最终都会被转移至中心云，之后系统中所有的数据检索服务都需要从中心云中请求数据，所以导致雾存储对系统资源的利用率不高。所以研究如何使系统中各个设备以和谐的方式运行，进一步节省资源是一个很有意义的研究课题。

综上所述，现有技术存在的问题是：

1、现有的块级客户端去重无法防止侧信道信息泄露；

2、现有的动态所有权管理技术仅与文件级去重兼容，无法在块级去重中实现动态所有权管理，这制约了去重技术的去重效率；

3、现有的雾存储去重方案对系统的资源利用率不高，导致了很大的服务成本和较长的服务延迟。

解决上述技术问题的难度和意义：