本發(fā)明涉及云計算安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于MD5和密鑰的云存儲數(shù)據(jù)持久性檢測方法。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于云計算的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會的各個領(lǐng)域，云存儲數(shù)據(jù)完整性技術(shù)是云計算的重要內(nèi)容，因此，不少科學院校、專家學者對如何驗證云存儲數(shù)據(jù)的完整性提出了一些算法。

消息摘要算法第5版（MD5）是計算機安全領(lǐng)域廣泛使用的一種散列函數(shù)，用來驗證數(shù)據(jù)的完整性。MD5可以為任何文件（不管其大小、格式、數(shù)量）產(chǎn)生一個同樣獨一無二的“數(shù)字指紋”，MD5將任意長度的字符串映射為一個128bit的大整數(shù)，這個整數(shù)就是字符串的“數(shù)字指紋”。文件發(fā)生任何改動，其MD5值（也就是對應(yīng)的“數(shù)字指紋”）都會發(fā)生變化。這一特性能夠很好地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)完整性的驗證。但是，如果在檢測中我們單純采用MD5算法進行數(shù)據(jù)完整性檢測，可能會出現(xiàn)存儲方在收到原數(shù)據(jù)后，就立刻計算其MD5值并存儲下來，用于后續(xù)驗證的情況，這樣就導(dǎo)致檢測結(jié)果不具備可信性，

我們綜合現(xiàn)狀，提出更加完善的云存儲數(shù)據(jù)持久性概念。所謂“持久”，即保持恒定且維持某一特定狀態(tài)，那么數(shù)據(jù)持久性應(yīng)為相關(guān)的數(shù)據(jù)在云中能夠恒定且維持某一特定狀態(tài)（往往是一個具體的數(shù)值），直至用戶對其進行操作，也就是說，持久性不應(yīng)該只是考慮數(shù)據(jù)是否丟失（即恒定），也同時要考慮是否有改動（即狀態(tài)）。因此，云存儲數(shù)據(jù)的持久性指的是用戶存儲在云中的數(shù)據(jù)在合同期內(nèi)是否丟失、是否被篡改”。

持久性的概念要包含完整性的概念，一個字節(jié)的丟失或者被改動都應(yīng)歸為數(shù)據(jù)的持久性缺失，即完整性是持久性的應(yīng)有之意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于MD5和密鑰的云存儲數(shù)據(jù)持久性檢測方法。

一種基于MD5和密鑰的云存儲數(shù)據(jù)持久性檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：檢測方在檢測之前利用隨機函數(shù)生成包含充足密鑰的密鑰庫，密鑰庫可根據(jù)要求及時進行更新；

步驟2：檢測方在本地計算并存儲有所有數(shù)據(jù)塊與密鑰隨機聚合數(shù)據(jù)的MD5值，構(gòu)成MD5驗證庫；

步驟3：檢測方隨機生成待檢測數(shù)據(jù)塊的序號，序號的順序及數(shù)量無規(guī)則，但序號的數(shù)量小于或等于最大聚合數(shù)，然后將其與一個隨機密鑰發(fā)送給云存儲方，發(fā)起挑戰(zhàn)；

步驟4：云存儲方收到挑戰(zhàn)信息后，將序號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊和收到的隨機密鑰進行聚合，然后計算聚合數(shù)據(jù)的MD5值，最后將計算得出的MD5值回傳至檢測方；

步驟5：檢測方將收到的MD5值與本地MD5驗證庫中與待檢測數(shù)據(jù)塊相對應(yīng)的MD5值進行對比，若一致則認為待檢測數(shù)據(jù)仍具有持久性，若不一致，則認為待檢測數(shù)據(jù)的持久性缺失，要求云存儲方將持久性缺失的數(shù)據(jù)全部傳回；

步驟6：檢測方收到云存儲方傳回的持久性缺失的數(shù)據(jù)后，將其與本地原數(shù)據(jù)進行逐字節(jié)比較，統(tǒng)計丟失字節(jié)數(shù)以及被篡改字節(jié)數(shù)，并進行記錄；

步驟7：整個檢測結(jié)束后，對檢測結(jié)果進行統(tǒng)計，得出云存儲方數(shù)據(jù)持久性定量結(jié)果；

進一步的，所述檢測過程均為并行計算。

進一步的，所述云存儲數(shù)據(jù)持久性定量結(jié)果為，在服務(wù)周期內(nèi)的單位時間里，用戶存儲在云存儲方的數(shù)據(jù)未丟失的字節(jié)數(shù)且未被篡改的字節(jié)數(shù)占整個存儲數(shù)據(jù)比率的平均數(shù)；所述單位時間為一個月。

本發(fā)明的有益效果：對MD5數(shù)據(jù)完整性檢測技術(shù)進行應(yīng)用創(chuàng)新，通過待檢測數(shù)據(jù)與密鑰先聚合，后計算其MD5值，避免云存儲方預(yù)先計算好MD5值等待檢測方檢測的問題，提高了檢測的準確性和可信度；對待檢測數(shù)據(jù)進行聚合，不僅提高了可信度，也在很大程度上提高了檢測效率。

附圖說明

圖1為基于MD5和密鑰的云存儲數(shù)據(jù)持久性檢測方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。

實施例1

一種基于MD5和密鑰的云存儲數(shù)據(jù)持久性檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：檢測方在檢測之前利用隨機函數(shù)生成包含充足密鑰的密鑰庫，密鑰庫可根據(jù)要求及時進行更新；

步驟2：檢測方在本地計算并存儲有所有數(shù)據(jù)塊與密鑰隨機聚合數(shù)據(jù)的MD5值，構(gòu)成MD5驗證庫，主要的聚合方式為數(shù)據(jù)塊中數(shù)據(jù)的簡單拼接；

步驟3：檢測方隨機生成待檢測數(shù)據(jù)塊的序號，序號的順序及數(shù)量無規(guī)則，但序號的數(shù)量小于或等于最大聚合數(shù)，然后將其與一個隨機密鑰發(fā)送給云存儲方，發(fā)起挑戰(zhàn)；

步驟4：云存儲方收到挑戰(zhàn)信息后，將序號相對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊和收到的隨機密鑰進行聚合，然后計算聚合數(shù)據(jù)的MD5值，最后將計算得出的MD5值回傳至檢測方；

步驟5：檢測方將收到的MD5值與本地MD5驗證庫中與待檢測數(shù)據(jù)塊相對應(yīng)的MD5值進行對比，若一致則認為待檢測數(shù)據(jù)仍具有持久性，若不一致，則認為待檢測數(shù)據(jù)的持久性缺失，要求云存儲方將持久性缺失的數(shù)據(jù)全部傳回；

步驟6：檢測方收到云存儲方傳回的持久性缺失的數(shù)據(jù)后，將其與本地原數(shù)據(jù)進行逐字節(jié)比較，統(tǒng)計丟失字節(jié)數(shù)以及被篡改字節(jié)數(shù)，并進行記錄；

步驟7：整個檢測結(jié)束后，對檢測結(jié)果進行統(tǒng)計，得出云存儲方數(shù)據(jù)持久性定量結(jié)果；

本發(fā)明對MD5數(shù)據(jù)完整性檢測技術(shù)進行應(yīng)用創(chuàng)新，融入獨創(chuàng)的可行性保障機制，確保檢測的高效性和結(jié)果的可靠性，可有效彌補云服務(wù)第三方檢測中數(shù)據(jù)持久性指標檢測的空白，為云服務(wù)等級協(xié)議（SLA）中的數(shù)據(jù)持久性指標的可信度提供可靠的驗證途徑。

檢測方每次要求檢測的數(shù)據(jù)塊序號不僅順序是無規(guī)則的，且數(shù)量也是無規(guī)則的，即每次檢測若干數(shù)據(jù)塊的聚合塊，只有檢測方知道最大聚合數(shù)是多少?！熬酆稀钡淖饔貌粌H提高了可信度，也在很大程度上提高了檢測效率。引入“密鑰庫”概念，其中包含一系列密鑰，每次向云存儲方發(fā)出挑戰(zhàn)的時候，也將一個隨機密鑰傳送過去，要求計算數(shù)據(jù)塊與密鑰聚合數(shù)據(jù)的MD5值。

通過以上可行性保障機制，云存儲方便無法提前計算好所有可能的MD5值，也就確保了云存儲方發(fā)來的MD5值是實時的。對于檢測方，由于在檢測前有充足的時間和足夠的存儲空間，且知道最大聚合數(shù)以及密鑰庫，因此可以提前計算出所有數(shù)據(jù)塊組合加上所有密鑰后，聚合數(shù)據(jù)的MD5值，并存儲在本地，用于后續(xù)的驗證。

持久性與完整性的不同點在于，完整性只檢測數(shù)據(jù)本身是否正確，即假如云存儲方是10，結(jié)果變成了9，這就是完整性缺失了；持久性指的不僅是數(shù)據(jù)本身是否正確，還有數(shù)據(jù)是否丟失。 數(shù)據(jù)持久性相對于數(shù)據(jù)完整性更加全面，既包括完整性，也包括丟失的情況。

為節(jié)省運行時間，所述檢測過程均為并行計算。

所述云存儲數(shù)據(jù)持久性定量結(jié)果，定義為在服務(wù)周期內(nèi)的單位時間里，用戶存儲在云存儲方的數(shù)據(jù)未丟失的字節(jié)數(shù)且未被篡改的字節(jié)數(shù)占整個存儲數(shù)據(jù)比率的平均數(shù)；所述單位時間為一個月。

顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。