[发明专利]一种可搜索的云计算环境数据加密存储系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息安全系统和方法，具体涉及一种可搜索的云计算环境数据加密存储系统和方法。

背景技术

云计算是一种面向互联网的分布式计算服务，作为IT资源和服务的一种交付使用模型，它可以实现随时随地、便捷的、按需的从可配置计算资源共享池中获取所需的资源（如网络、服务器、存储、应用、服务等），这些资源可以被迅速提供并发布，同时最小化管理成本或服务提供商的干涉。云计算是近年来IT界最热门的一个技术名词，很多专家认为，云计算会改变互联网的技术基础，甚至会影响整个产业的格局。目前，世界上几乎所有的IT产业巨头都投身于云计算的研究和应用产业中。

当云计算系统运算处理的对象是海量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，并将不同类型的存储设备通过软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储服务。这样，在用户看来，云计算系统的后端就是一个巨大的云平台，这个云平台被大量用户共享，用户所要做的事情就是往云平台中上传数据，而不用关心数据是如何存放的。但是，甲用户的私有数据很可能和乙用户的数据存放在同一个存储服务器上，甚至是同一个磁盘上。乙用户就有机会利用虚拟机窃取云平台中存储的数据，如果甲用户的数据是明文，那么甲用户的数据就难以得到保护，会被非法使用或修改，最终导致泄露。

为了解决云平台中的数据安全问题，现有技术中典型的解决方案是采用加密技术对数据全文加密，将数据加密后存储至云平台。然而，密文状态的数据无法进行数据搜索服务，为了搜索需要的数据，用户不得不将数据先下载至本地，经过解密后再进行搜索行为，这样导致获取数据的效率十分低下。

发明内容

本发明针对现有技术中在云计算环境中不能直接对加密数据进行检索的问题，提出了一种通过综合应用密钥映射技术和可搜索加密技术，可有效解决云计算环境下的数据安全存储问题以及加密数据搜索问题的可搜索的云计算环境数据加密存储系统，实现上述系统的可搜索的云计算环境数据加密存储方法。

本发明的技术方案如下：

一种可搜索的云计算环境数据加密存储系统，其特征在于：它包括分别连接密钥映射服务器并与所述密钥映射服务器进行数据交换的密钥管理服务器、加解密服务器、用户端、密文索引服务器和云平台；所述用户端向所述密钥映射服务器提出包括所述存储请求包括用户标识、索引关键字和用户数据的存储请求，或包括用户标识和所述索引关键字的数据请求；所述云平台存储所述用户数据加密后的密文数据并生成数据存储地址；所述密钥映射服务器根据所述存储请求生成密钥标识，将所述索引关键字和所述云平台返回的数据存储地址关联后，在加解密服务器中通过可搜索加密算法加密成密文索引再由所述密文索引服务器储存；所述密文索引服务器中根据所述数据请求中的索引关键字加密后的搜索密文检索到与所述索引关键字匹配的密文索引中包含的数据存储地址；所述密钥映射服务器根据所述数据存储地址向所述云平台请求加密数据；所述密钥管理服务器生成与所述密钥标识对应的、所述加解密服务器所需的密钥值；

所述密钥映射服务器中仅储存所述用户标识、密钥标识和数据存储地址的映射关系，所述密钥管理服务器中仅储存所述密钥标识和密钥值，所述密文索引服务器中仅储存所述密文索引。

所述密钥映射服务器用于使用所述密钥标识向所述密钥管理服务器提出密钥请求，接收所述密钥管理服务器生成的数据加密密钥值和索引加密密钥值；或向所述加解密服务器输入所述数据加密密钥值和所述用户数据，所述加解密服务器将所述用户数据转换成密文数据，由所述密钥映射服务器将所述密文数据输入云平台中保存并接收所述云平台输出的数据存储地址；或将所述索引关键字和所述数据存储地址关联后连同所述索引加密密钥值输入所述加解密服务器中加密成密文索引，再将所述密文索引存入所述密文索引服务器中，之后删除数据加密密钥值、索引加密密钥值、用户数据、索引关键字、密文数据和密文索引；