[发明专利]基于区块链的跨域认证与公平审计去重云存储系统

说明书

本发明属于云计算技术领域，公开了一种基于区块链的跨域认证与公平审计去重云存储系统；包括跨域认证、数据加密、密文去重、完整性审计、服务器惩罚五个模块；在认证模块中，云用户在客户端自签名生成证书，证书经认证服务器验证后存入区块链网络，验证用户比对证书和区块等信息，验证证书是否有效。本发明避免了传统PKI结构的层级查询验证的问题，大幅度减少认证次数，降低验证成本；通过使用智能合约，在用户数据被破坏的情况下惩罚恶意服务器收取一定的罚金并补偿利益受损的用户；在去重模块中，通过使用收敛加密技术实现了数据去重功能，防止云服务器存储过多的重复数据，避免用户和云服务器消耗大量的计算开销和存储开销。

技术领域

本发明属于云计算技术领域，尤其涉及一种基于区块链的跨域认证与公平审计去重云存储系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

云计算作为一种按使用量付费的模式，可以使用户随时随地的享用无尽的计算和存储服务，实现了人民长期以来将计算作为一种资源的梦想。随着云计算的飞速发展，越来越多的用户和企业倾向于将数据外包存储在云服务器上同时使用云与其他用户交换分享数据。由于用户在交换数据之前往往需要认证身份，在云环境下传统的跨域认证方案所依赖的证书认证中心极易遭到破坏，这使得传统的跨域认证方案在验证过程中不仅效率低下而且存在巨大的安全隐患。另一方面，由于云服务器的各种软硬件故障和恶意敌手的存在，用户的数据可能被恶意篡改或者删除。如果云用户在数据被损坏的情况下依然需要向云服务器支付昂贵的存储费用，这对云用户来说是极为不公平的。

根据国际数据公司(IDC)的最新统计分析，全球产生和复制的数据以每2年翻一番的速度激增，到2020年，全球数据总量将达到44ZB(1ZB＝230TB)。这些大量的数据将会给云服务器带来前所未有的挑战。然而据报道，云服务器中存储的数据有高达60％是重复的，且数据冗余率随时间推移不断上升，这就不可避免地给服务器带来了巨大的数据存储开销，并造成网络传输带宽的浪费。因此，如何实现支持去重的跨域认证与公平审计系统，避免单一证书认证中心过度信任，同时在用户存储在云服务器上的数据被破坏时，对已经收取高昂存储费用的服务器进行惩罚并补偿利益被损害的云用户，是云环境下亟待解决的问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的跨域认证方案对单一证书认证中心过度信任，然而在云环境中单一的证书认证中心极易遭到破坏，在单一证书认证中心被破坏时难以提供正确的认证服务。另一方面，传统的跨域认证方案使用层级验证的方法，验证效率低下，难以实现用户证书的快速认证。

(2)由于各种软硬件故障以及恶意敌手的存在，用户存储在云服务器上的数据极易遭受破坏，当用户的数据被破坏时仍然需要用户向云服务器支付高昂的存储费用对用户来说是极为不公平的。然而现有的数据完整性审计方案并没有实现对恶意服务器的惩罚以及利益受损用户的补偿，如何实现公平的完整性审计是数据审计面临的一个待解决的问题。

(3)现有云存储系统尚缺乏支持去重的跨域认证与公平审计功能，如何实现支持去重的跨域认证与公平审计系统是云存储系统中一个待解决的问题。

解决上述技术问题的难度和意义：

(1)实现基于区块链的跨域认证功能，不仅可以解决传统跨域认证面临的单一证书认证中心过度信任问题，还可以实现跨域用户证书的快速认证，对实现更安全与高效的跨域认证具有重要意义。

(2)实现服务器的惩罚功能，在用户存储在云服务器上的数据遭到破坏或者删除的情况下，惩罚恶意的云服务器收取一定的罚金并补偿利益受损的用户，对于保证云用户的利益具有重要意义。

(3)在实现高效证书跨域认证与服务器恶意行为惩罚的基础上支持用户数据的去重存储，避免云服务器与云用户消耗大量的计算与存储开销具有重要的意义。

发明内容