[发明专利]一种基于区块链的云存储数据安全去重方法

说明书

本发明公开一种基于区块链的云存储数据安全去重方法，将生成的文件标签发送给云存储服务提供商进行重复性检测；若结果为文件重复，用户将生成文件重复存储日志，并通过智能合约管理中心执行智能合约来将存储日志整合成交易并上传到区块链上存储，以此安全地保存当前的存储状态信息；若结果为文件不重复，密钥服务器通过构建角色层次哈希树来生成用户的权限密钥，使用该权限密钥对数据执行安全的加密操作，并将密文上传到云存储服务器存储；在智能合约管理中心的协助下生成文件未重复存储日志及交易。本发明可实现云用户的数据安全去重及存储，抵制云存储服务提供商的窃取、篡改恶意行为，并大幅度减轻云存储服务器的计算开销，保证隐私安全。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的云数据安全去重方法。

背景技术

目前，云计算技术已在信息领域中得到了广泛的应用，其能够有效地分配计算资源，提高数据存储的效率。随着云计算技术的不断发展，越来越多的用户选择将其数据外包给云存储服务器提供商，云存储服务提供商面临着大数据环境下的数据存储管理问题。随着用户数据的快速增长，大量的冗余数据被上传存储到云存储服务器上，这将消耗了大量的云存储服务提供商的通信带宽和存储空间。重复数据删除技术能够检测和消除云存储服务器上的冗余数据，避免云存储服务器多次存储相同的用户数据，但是其无法与传统的加密算法兼容。通常来讲，为了保证数据的安全性，用户在将其数据外包之前需要使用传统的加密算法对数据执行加密操作。由于用户可能会选择不同的加密密钥，即使相同的数据最终也会被加密成不同的密文，这使得云存储服务提供商无法执行相应的重复数据删除技术。

为了实现对加密数据的有效去重，相关研究者提出了基于收敛加密的安全去重算法，即通过安全的哈希函数计算出用户数据的收敛密钥，再通过收敛密钥对数据进行加密得到唯一的密文，这种确定性加密操作使得相同的数据明文能生成相同的密文，从而实现重复数据删除技术。然而由于该加密算法为确定性的加密策略，云存储服务提供商可以通过暴力攻击破解密钥，进而得到原始密文。相关研究者提出了收敛密钥的安全保障方案，即先使用秘密共享方案将密钥切分成碎片，分散到多个云存储服务器上进行存储，同时使用确定性哈希值代替传统秘密共享方案产生的随机值，从而实现更高的可靠性；然而，该方案仍然无法抵制云存储服务提供商进行的串谋攻击，一旦多个云存储服务器相互串谋，密钥碎片仍然能够重构恢复成完整的密钥，进而获得原始文件。

近年来，区块链技术由于其去中心化，信息可溯源，数据不可篡改等特点引起了学术界与工业界的广泛关注和应用。相关研究者提出了基于区块链的安全去重方案，通过将区块链作为一种安全的日志数据库来存储用户数据的标签信息，当用户数据需要验证时，即从区块下载对应的标签信息，并通过匹对标签信息来用户数据是否完整。然而，由于缺乏有效的加密算法参与以及安全协议的保证，都无法保证数据在存储状态和传输状态的机密性和安全性。因此需要有更好的方法来保证用户数据的安全性，抵制云存储提供商对用户数据进行的恶意篡改、窃取行为。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于区块链的云存储数据安全去重方法，保证云存储服务器上数据的机密性和安全性，利用区块链技术将用户数据的信息生成存储日志，并将存储日志整合成一笔交易上传到区块链进行存储；用户可随时通过区块链上的交易信息，进行解密文件和执行本地数据审计协议，以此来完成安全存储及完整性验证。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于区块链的云存储数据安全去重方法，包括以下步骤：

步骤S1、通过构造Merkle哈希树来生成文件标签，并将文件标签发送给云存储服务提供商进行重复性检测；

步骤S2、若结果为文件重复，生成文件重复存储日志，并通过智能合约管理中心执行智能合约来将存储日志整合成交易并上传到区块链上存储，以此安全地保存当前的存储状态信息；