50、安全高效的数据存储与去重方案解析

安全高效的数据存储与去重方案解析

1. 引言

在当今数字化时代，云存储服务在个人和组织用户中越来越受欢迎。云存储不仅为用户提供了大量甚至无限的存储空间，还引发了研究人员在多个领域的关注，如取证、安全与隐私保护，以及设计高效的存储解决方案。其中，数据去重技术因其能显著减少云存储需求而成为研究热点。通过部署去重技术，云服务器只需存储上传数据的单一副本以及所有者列表，从而大幅降低了存储成本。

然而，在分层环境中部署去重技术面临着两大安全挑战：文件访问控制和数据泄漏预防。在文件访问控制方面，确保只有授权用户能够访问文件至关重要。传统的简单去重方案可能会让攻击者（包括恶意客户端）仅通过文件标识符就获得文件访问权限。而所有权证明（PoW）方案则可以有效应对此类攻击，它能保证客户端确实拥有上传的文件。在数据泄漏预防方面，由于数据存储外包给云服务器，这些服务器虽然诚实执行方案，但可能会试图了解存储内容。目前的解决方案通常采用对称加密，其中最常见的是收敛加密（CE）方案，但该方案存在内容猜测攻击等局限性。

2. SWE：安全快速的分散存储方案

SWE（Secure and Fast Dispersal Storage Scheme）是一种基于改进的 LWE（Learning With Errors）的安全快速分散存储方案。即使攻击者获取了所有码字，SWE 仍能保证数据的机密性。理论分析表明，在一定假设下，SWE 的机密性高于现有方案，且存储成本与当前先进水平相同。此外，SWE 还支持安全高效的动态数据操作，用户无需下载或解码相应码字，也不会泄漏数据信息。分析和实验结果显示，在适当配置下，SWE 在编码/解码速度上优于现有方案。

具体来说，SWE 的优势体