面向移動(dòng)云計(jì)算的協(xié)作式隱私保護(hù)研究

李磊 江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 謝淑娟 南昌工學(xué)院

云計(jì)算具有高可靠性跟高動(dòng)態(tài)和將用戶作為導(dǎo)向等這種特征。也就是合理化的分配跟掌控好資源能。這樣資源管理方式的基礎(chǔ)就是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)安全的負(fù)責(zé)方均是提供商，例如Google。這樣的服務(wù)模式在保護(hù)用戶隱私上存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)，提供云服務(wù)的商家可直接侵犯用戶的隱私信息或者是收集用戶數(shù)據(jù)。

面對(duì)移動(dòng)云計(jì)算之下的協(xié)作式隱私保護(hù)，Itani曾提出了PaaS，描述了云計(jì)算環(huán)境中確保用戶因素信息的相關(guān)協(xié)議。而Roy在跟信流控制結(jié)合與差分隱私保護(hù)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上提出了全新的保護(hù)隱私系統(tǒng)即Airavat，以防在計(jì)算過(guò)程中將隱私數(shù)據(jù)給泄露掉。下面該文章首先簡(jiǎn)單敘述了隱式數(shù)據(jù)分割機(jī)，并在將完善的二次混淆分割方案一并提了出來(lái)，確保數(shù)據(jù)足夠安全。在此前提下，又進(jìn)一步提出了第三方隔離存儲(chǔ)框架，最后詳細(xì)分析了數(shù)據(jù)分割方案的安全性能。

1 概述隱式數(shù)據(jù)分割機(jī)制

Parakh曾提出了一種隱式安全機(jī)制。假如就某指定數(shù)據(jù)d來(lái)說(shuō)，隨機(jī)在Zp中選擇根r1，r2……rK-1，那么第K個(gè)根rk即為：

rk =d (r1 , r2 , …, rk-1 )-1modp. (1)

比如：d=12，素?cái)?shù)p=31，多項(xiàng)式即是x3 +a2 x2 +a1 x - d≡0modp 。令等式的根為r1 、r2 、r3 , 有(x - r1 )(x - r2 )(x- r3 )≡0mo d31 。從有限域Z31當(dāng)中隨機(jī)選擇2 個(gè)數(shù)作為等式的根, 也就是r1 =15 、r2 =21 , 則r3 ≡d (r1 r2 )- 1 modp≡12 ×(15 ×21)- 1 mod31 ≡21 。分割的數(shù)據(jù)塊分別是15 、21、21 。

當(dāng)需要將數(shù)據(jù)d恢復(fù)的時(shí)候， 我們令d =15 ×21×21mod31≡12 。

數(shù)據(jù)d 被分割成k 個(gè)數(shù)據(jù)子塊（r1，r2…rk-1）以后，把所有數(shù)據(jù)的子塊均存放在各不相同的服務(wù)器當(dāng)中因?yàn)閞1，r2…rk-1的值都是由用戶自行選擇的而且是在有限域內(nèi)均勻隨意分布的，所以每一個(gè)數(shù)據(jù)子塊中都含有數(shù)據(jù)d的相關(guān)信息。黑客若想要重新構(gòu)建原始數(shù)據(jù)d，就一定要在不同的服務(wù)器中將全部數(shù)據(jù)字塊均收集下來(lái)，可是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的子塊位置只有用戶才知道，用戶也可加密這些數(shù)據(jù)子塊，并將其存至服務(wù)器中，密鑰保存與本地，這樣盡管黑客能夠?qū)⑺袛?shù)據(jù)子塊收集到也不能將原始數(shù)據(jù)給完全恢復(fù)。

2 第三方隔離存儲(chǔ)機(jī)制

2.1 GFS文件體系

谷歌的分布式文件體系(google file system ,GFS)是一個(gè)能夠擴(kuò)展的分布式文件體系, 常用在大型的、對(duì)大量數(shù)據(jù)展開訪問(wèn)的應(yīng)用中。GFS 集群是由一個(gè)master 跟多數(shù)的chunk server 所構(gòu)成。master 屬于中心服務(wù)器, 主要用來(lái)管理文件體系的名字空間跟client 對(duì)文件的訪問(wèn)。集群內(nèi)的chunk serve r 則主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一旦client 要展開數(shù)據(jù)讀寫的相關(guān)操作時(shí)，首先要跟master 展開交互，master則主要提供數(shù)據(jù)塊跟存儲(chǔ)的具體信息或者提供要寫的一些信息，之后client 按照master 提供的信息和chunkserver 直接展開交互。在執(zhí)行文件體系的名字空間操作過(guò)程中, master 為用戶創(chuàng)造了一個(gè)接口, 詳細(xì)的數(shù)據(jù)調(diào)度工作主要由maste r 指揮chunk se rve r 而結(jié)束。這樣一來(lái)我們就會(huì)看到， 數(shù)據(jù)流是在客戶端跟chunk server 中產(chǎn)生的, 而控制流則產(chǎn)生在client跟master中,所以這種單節(jié)點(diǎn)的master并不會(huì)形成帶寬瓶頸。

2.2 可信第三方的隔離存儲(chǔ)構(gòu)架

云存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)主要由云服務(wù)器跟可信服務(wù)器以及用戶這三方組成。

（1）云服務(wù)器：主要是提供云存儲(chǔ)。這種服務(wù)器僅提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)這種服務(wù)，不直接認(rèn)證用戶的身份，也不對(duì)用戶的個(gè)人信息進(jìn)行記錄。CS存儲(chǔ)模型運(yùn)用GFS文件體系這種模式。

（2）可信服務(wù)器：主要指的是由可信服務(wù)平臺(tái)所提供的可信服務(wù)器，以一種媒介的形式存在于云服務(wù)器跟用戶中間，在數(shù)據(jù)庫(kù)中可找到用戶身份信息，并對(duì)其身份進(jìn)行認(rèn)證。

（3）用戶。主要指的是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云端的企業(yè)機(jī)構(gòu)或者是個(gè)人。一旦有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的需要時(shí)，可跟TS進(jìn)行交互，一旦認(rèn)證以后就運(yùn)用得到的TS認(rèn)證碼來(lái)存取數(shù)據(jù)。

總而言之，在移動(dòng)云計(jì)算這一背景下，對(duì)用戶的隱私信息進(jìn)行協(xié)作式的保護(hù)可以說(shuō)是變得越來(lái)越重要，我們一定要更加細(xì)致的對(duì)保護(hù)方式展開探究，確保用戶信息的隱秘性，防止被泄露。

[1]郎為民,姚晉芳.移動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用安全問(wèn)題研究[J].電信快報(bào),2017(04):1-5.

[2]彭捷,王俊義,符杰林.移動(dòng)云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J].大眾科技,2015,17(12):9-12.