[发明专利]一种Merkle哈希树云数据完整性审计方法及系统

摘要

本发明实施例公开了一种Merkle哈希树云数据完整性审计方法及系统，通过在节点上存储数据块信息提高节点利用率，采用局部权威根节点缩短认证路径长度，降低第三方审计端及用户端计算开销，并且第三方审计端只需通过云存储服务器端返回的持有性证明中节点的哈希值计算得到局部权威根节点哈希值，然后用密钥对其进行签名得到局部权威根节点签名，便可与云存储服务器端返回的局部权威根节点签名进行比对和验证，而无需计算得到唯一的根节点签名用于完整性验证，极大的提高了第三方审计端及用户端完整性审计效率，而且通过在节点增设版本标识来维持节点信息的新鲜性。

主权项

一种Merkle哈希树云数据完整性审计方法，其特征在于，包括：用户端在生成用户公钥、用户私钥后，对用户数据文件进行分块操作得到n个数据块，根据所述数据块生成数据块集合，并对所述数据块进行计算得到数据块哈希值，通过预置公式对所述用户私钥、所述数据块哈希值、所述数据块进行签名计算，得到数据块签名集合，再根据所述用户私钥对预置局部权威根节点哈希值进行签名得到预置局部权威根节点签名；所述用户端构建二叉有序默克尔哈希树认证数据结构，并将所述数据块集合、所述数据块签名集合和预置局部权威根节点签名发送至云存储服务器端；第三方审计端在集合(1，2…，n)中随机抽样c个元素组成数据块挑战子集，通过挑战信息对生成算法根据所述数据块挑战子集生成挑战信息对集合，并将所述挑战信息对集合发送至所述云存储服务器端；所述云存储服务器端根据预置于所述二叉有序默克尔哈希树认证数据结构中的认证路径信息得到辅助路径信息集合，通过证据生成算法根据所述辅助路径信息集合、所述挑战信息对集合、所述预置局部权威根节点签名、所述数据块集合和所述数据块签名集合生成持有性证据，并将所述持有性证据发送至所述第三方审计端，其中，所述认证路径信息与所述挑战信息对集合对应；所述第三方审计端获取到所述持有性证据所包含的所述辅助路径信息集合、与所述挑战信息对集合对应的数据块哈希值、所述预置局部权威根节点签名，对所述辅助路径信息集合、与所述挑战信息对集合对应的数据块哈希值进行计算得到第一局部权威根节点哈希值，并根据所述用户私钥对所述第一局部权威根节点哈希值进行签名得到第一局部权威根节点签名，将所述第一局部权威根节点签名与所述预置局部权威根节点签名进行比较操作；所述第三方审计端在所述比较操作通过后，根据所述用户公钥、所述挑战信息对集合、所述持有性证据进行验证操作，若验证通过，则确认云数据完整，若验证不通过，则确认云数据被损坏。