基于TPA云联盟的数据完整性验证模型

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018144

通信学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 113-124.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2018144

基于TPA云联盟的数据完整性验证模型

田俊峰^1,²,李天乐^1,²()

¹ 河北大学网络空间安全与计算机学院，河北保定 071002
² 河北省高可信信息系统重点实验室，河北保定 071002

修回日期:2018-06-14 出版日期:2018-08-01 发布日期:2018-09-13
作者简介:田俊峰（1965-），男，河北保定人，河北大学教授、博士生导师，主要研究方向为信息安全与分布式计算。|李天乐（1990-），男，河北沧州人，河北大学硕士生，主要研究方向为信息安全与分布式计算。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61170254);国家自然科学基金资助项目(60873203);河北省自然科学基金资助项目(F2016201244)

Data integrity verification based on model cloud federation of TPA

Junfeng TIAN^1,²,Tianle LI^1,²()

¹ Institute of Network Technology,Hebei University,Baoding 071002,China
² Key Lab on High Trusted Information System in Hebei Province,Baoding 071002,China

Revised:2018-06-14 Online:2018-08-01 Published:2018-09-13
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61170254);The National Natural Science Foundation of China(60873203);The Natural Science Foundation of Hebei Province(F2016201244)

摘要/Abstract

摘要：

针对公有性验证模型中第三方审计机构（TPA,third-party auditor）不可信问题，提出基于TPA云联盟的数据完整性验证模型。首先，设计 TPA 云联盟的体系结构并定义系统平台的主要功能组件及作用，联盟可以对TPA云成员进行管理和控制。其次，利用可信计算技术和区块链技术对TPA进行详细的设计，确保TPA执行环境和工作流程的可信性。最后，利用TPA云联盟构建数据完整性验证模型，并对模型的正确性、安全性和有效性进行理论和实验分析。

关键词: 数据完整性验证, 区块链, 可信计算, 第三方审计机构

Abstract:

Aiming at the untrustworthiness of third-party auditor (TPA) in the publicity verification model,a data integrity verification model based on the cloud federation of TPA was proposed.Firstly,the cloud federation of TPA’s architecture was designed and the main functional components and function of the system platform was defined.The federation could manage and control the TPA cloud members.Secondly,TPA was designed in detail by using trusted computing technology and blockchain technology to ensure the credibility of the TPA execution environment and workflow.Finally,the data integrity verification model was built by using cloud federation of TPA.The correctness,security and effectiveness of the model were analyzed theoretically and experimentally.

Key words: data integrity verification, blockchain, trusted computing, third-party auditor

中图分类号:

TP309

田俊峰,李天乐. 基于TPA云联盟的数据完整性验证模型[J]. 通信学报, 2018, 39(8): 113-124.

Junfeng TIAN,Tianle LI. Data integrity verification based on model cloud federation of TPA[J]. Journal on Communications, 2018, 39(8): 113-124.

图/表 11

图1

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参考文献 21

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特征项	权重	参考值
K_CU	W₁	0.2
K_CSP	W₂	0.3
K_{T PA}	W₃	0.4
T_int	W₄	0.1

方案	隐私保护	动态操作	多文件处理	可信第三方
Huang等^[8]	支持	不支持	不支持	无证明
Wu等^[9]	不支持	不支持	不支持	无证明
本文方案	支持	支持	支持	可证明

操作	定义
A	在群G上的一次加法运算
M	在群G上的一次乘法运算
F	在群G上的一次除法运算
E	在群G上的一次指数运算
H	一次散列运算
P	一次配对运算
f	一次伪随机函数运算
π	一次伪随机置换运算
TEnc	加密运算^[7]
TDec	解密运算^[7]

方案	用户计算开销	CSP计算开销	TPA计算开销
Huang等^[8]	nH+2nM+nE+1TEnc	1P+1H+2cM+cA+cE	(2+c)M+(3+c)E+2P+1D+1TDec
Wu等^[9]	1P+nH+nM+nE	nH+(n+2c-1)M+(n+c+1)E+(c-1)A	cM+(1+c)E+cH+1P
本文方案	nH+nM+nE	(2c-1)M+(c-1)A+cE+c(π+f)	(2c-1)M+(c+2)H+(c+3)E+A+f+2P

方案	数据量	CU/ms	CSP/ms	TPA/ms
Huang等^[8]	n=c=300	672.7	588.8	706.3
Wu等^[9]	n=c=300	647.9	1 143.4	590.5
本文方案	n=c=300	578.8	579.3	618.5

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