10、具有去重和可靠删除功能的安全云备份系统

具有去重和可靠删除功能的安全云备份系统

1. 系统目标与安全定义

• 系统目标 ：致力于保障从云系统中删除的数据永久不可访问，在上传数据前去除冗余数据，且要求客户端仅保留一个密钥就能实现上述功能。安全目标是让攻击者在多项式时间内无法破解受保护的密钥，且无法恢复已删除的文件。
• 安全定义
  • 客户端安全 ：方案在数据存储到云端前先进行加密，加密操作完成后，客户端需完美删除密钥。因为若客户端恶意保留密钥，或密钥因客户端被攻击而泄露，数据安全将无法保证。
  • 攻击者能力 ：假设攻击者能获取任何加密数据副本，但由于加密操作安全，无解密密钥就无法解密数据。方案中密钥调制函数 F 使用的哈希函数必须是抗碰撞的，这使得攻击者难以找到产生相同输出的两个哈希输入，或找到产生特定输出的哈希输入。即便新主密钥未来泄露，数据密钥在多项式时间内也不可逆，攻击者无法恢复已删除文件。
  • 云服务提供商（CSP）安全 ：支持对诚实但好奇的 CSP 实现匿名性，CSP 虽会执行命令并可能收集相关信息，但不知主密钥。不过，若云服务提供商与信息管理器勾结，会泄露少量隐私。攻击者虽能获取密文和少量信息，但因无解密密钥，无法恢复明文内容。本方案假设它们不会相互勾结。

2. 系统功能构建

• 密钥调制 ：每个数据密钥 k 由主密钥 K 和