抗訪問(wèn)模式泄漏的ORAM技術(shù)研究.pdf

1、云存儲(chǔ)技術(shù)是當(dāng)前快速發(fā)展的新技術(shù)，以云計(jì)算為基礎(chǔ)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化技術(shù)，計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力非常高效。但是云計(jì)算未來(lái)的發(fā)展被安全問(wèn)題所制約。當(dāng)用戶將數(shù)據(jù)上傳到不可信的遠(yuǎn)程服務(wù)器，用戶將不能不能控制自己的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)加密是最簡(jiǎn)單的保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的方法，加密數(shù)據(jù)后保護(hù)了數(shù)據(jù)的隱私性和機(jī)密性。數(shù)據(jù)加密后存儲(chǔ)在云存儲(chǔ)器中，但是對(duì)加密數(shù)據(jù)搜索的過(guò)程中存在著安全隱患，數(shù)據(jù)搜索過(guò)程中訪問(wèn)模式會(huì)泄露用戶的敏感數(shù)據(jù)。
　　ORAM技術(shù)是能

2、有效防止訪問(wèn)模式泄露的關(guān)鍵密碼學(xué)技術(shù)，它的基本思想是:將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不可信的第三方服務(wù)器，但不會(huì)向第三方服務(wù)器泄露任何關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的信息。ORAM技術(shù)在軟件保護(hù)，安全計(jì)算，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)，云存儲(chǔ)系統(tǒng)，密文搜索等方面具有廣泛的應(yīng)用。
　　ORAM技術(shù)最早是由Rafail Ostrovsky在1996年提出的，目的是來(lái)解決軟件逆向工程問(wèn)題。他提出了Square Root ORAM和Hierarchical ORAM兩種方案，但是這兩種方案

3、的數(shù)據(jù)訪問(wèn)開(kāi)銷大，算法復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜。隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性的要求越來(lái)越高，ORAM作為一種關(guān)鍵的抗訪問(wèn)模式泄露技術(shù)，得到快速發(fā)展，出現(xiàn)了Partition ORAM，Tree ORAM，Path ORAM，Ring ORAM等方案，這些ORAM方案更加實(shí)用和易于理解，而且數(shù)據(jù)訪問(wèn)開(kāi)銷較小。近幾年還出現(xiàn)了基于同態(tài)加密技術(shù)的ORAM方案，ORAM技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景和應(yīng)用前景十分廣闊。由于ORAM在保護(hù)安全性的同時(shí)，效率相對(duì)低下，這對(duì)于O

4、RAM技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生一定的制約作用，如何實(shí)現(xiàn)高效的ORAM方案將是ORAM技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要方面。
　　本文提出了一個(gè)高效的基于二叉樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的ORAM方案。工作主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)無(wú)數(shù)據(jù)溢出。在讀操作中，提出了重新分配路徑的新方式，保證了數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生溢出;(2)無(wú)eviction操作。在寫操作中，提出了數(shù)據(jù)寫回的新方式，因此不需要復(fù)雜的eviction操作;(3)高性能。由于提出了重新分配路徑和寫回?cái)?shù)據(jù)的新方式，