[发明专利]一种支持细粒度访问的云数据确定性删除方法

说明书

本发明涉及一种支持细粒度访问的云数据确定性删除方法，包括以下步骤：数据所有者对数据进行加密，并将加密数据外包给云服务器，使得只有满足访问要求的用户才可以解密数据；当数据所有者想要删除存储在云服务器中的数据时，它首先发送删除请求给可信权威中心，该中心返回一个删除密钥，即重加密密钥给数据所有者，数据所有者将删除密钥发送给云服务器，云服务器对数据进行删除操作。在执行删除操作后，云服务器返回一个证明给数据所有者，数据所有者通过Merkle哈希树验证目标数据是否已被删除。本发明利用属性撤销和Merkle哈希树实现了可验证的数据删除，同时支持细粒度的访问控制，达到隐私保护的目的，大大提高了云服务器的利用率。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，具体涉及一种支持细粒度访问的云数据确定性删除方法。

背景技术

云计算作为一种新的计算模式，使数据存储和数据分享更方便、更经济。它可以整合大量优质资源，将不同资源整合起来为用户提供海量存储和高效快捷的计算服务，用户可以随时随地访问共享资源，极大地节省了用户成本，并提高了资源利用率。越来越多的用户喜欢将数据存储在云上，这其中包含大量敏感数据诸如健康数据、财务数据、商业秘密等数据，使得数据隐私和其他安全问题成为大众关注的焦点。

由于使用云计算技术，云数据的所有权与管理权分离，用户失去了对云数据的物理控制，这导致了诸如数据泄漏，数据的非法跨云迁移、非授权访问等安全问题。因此，在将数据外包给云服务器之前需要对数据进行加密，同时应满足数据可以细粒度地访问这一要求。此外，当用户向云服务器下达删除指令时，云服务器可能会恶意地保留此文件。有时数据即使删除了还会有一定的痕迹，有些云计算厂商会将这些数据进行恢复，一旦云服务器通过某种非法途径获得数据密钥，或服务器方获得更强的解密能力，数据也就面临着被泄露的风险。例如，安全公司Carbon Black报告了其软件产品的一个严重漏洞，根据该报告，数以千计的敏感文件遭到泄露。因此，需要通过技术手段保证存储在服务器方的数据被确定性地删除。

数据确定性删除的目的是从存储介质中清除数据使得数据不可恢复，防止敌手在数据被删除后仍然可以访问数据。如果存储介质不需要被重用，可以采用物理破坏的方法，比如焚烧和粉碎。但是，安全删除并非一次性删除所有的存储数据。通常情况下，并不是系统的所有数据都需要被删除，某些数据的删除不能影响系统的正常运行。特别地，当数据存储在云服务器中时，需要根据用户的要求对某些数据进行删除。

目前，大多数文件系统允许用户“删除”他们的文件。用户认为当他们删除数据时，数据将变得不可恢复。但是，因为数据存储在云服务器中，删除的可能仅仅是某个链接或索引数据，并非底层的整个文件，被删数据仍然可以通过数据恢复的相关技术进行恢复，无法实现数据的确定性删除。

在云计算中，基于密码学的删除方法是在存储前对数据进行加密，将删除数据转换为删除相应的密钥。因此，即使云服务器保留密文，也无法恢复用户的数据。2005年，Perlman首次提出了基于时间的文件确定性删除方法，在该方法中，数据可被安全删除，并在预定的时间后数据将永远不可访问。但上述系统的密钥管理太过简单且未考虑不同文件应具有不同的访问控制策略，无法实现对文件的细粒度安全访问。在此基础上，Tang等对上述方案进行了扩展和延伸，基于已有云计算基础设施提出了基于策略的文件确定性删除(FADE)方案，该方案的系统模型包含3个实体，分别为数据所有者、可信密钥管理者和云存储服务器。FADE系统使用一个可信的第三方服务器用来集中管理分发密钥。FADE方案在实现访问控制策略的同时，利用盲加密和盲解密技术增强了系统的安全性。FADE的主要局限性在于其删除策略被限制在一层或二层的布尔表达式，不能实现多样化细粒度的确定性删除，且需要使用复杂的公钥密码系统。