利索能及
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专利号: 202010122641X
申请人: 东北大学秦皇岛分校
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于超级账本的数据完整性审计协议,其特征在于,包括以下阶段:注册阶段、准备阶段、存储阶段和审计阶段;

注册阶段:在此阶段,用户、CSP和TPA都加入到Hyperledger Fabric区块链之中,加入之后,每个角色都通过P2P网络将自己的身份进行广播,告知其余所有角色,所有角色都在本地保留对应的身份信息;

准备阶段:在此阶段,CSP广播必要的密码参数,用户根据这些参数为审计任务生成他/她的一次性公/私钥对,G1,G2和GT表示乘法循环群,p是G1和G2的素数阶,g是G2的生成元,e:*

G1×G2→GT是双线性配对,H:{0,1} →G1表示将字符串数据映射到G1中的点的散列函数,表示将G1中的点映射到 中的点的另一个散列函数,用户生成随机私钥x

并计算公钥y=g∈G2;

存储阶段:在此阶段,用户生成其必要参数,然后将其发送到CSP,CSP将它们打包到交易中以发送到区块链;所述存储阶段分为两步:发送和存储;

审计阶段:在此阶段,用户提出审计请求,CSP计算Proof,TPA验证Proof,所有行动都应在有限的时间内执行;所述审计阶段分为以下四步:挑战、响应、验证和确认;

所述发送步骤:用户将文件F分成n个块,F={Fi}i∈n,然后生成随机值u∈G1以计算标签每个块的标签构成集合Φ={φi}i∈n,接下来,用户发送到CSP,其中ID是区块链中用户的真实身份;

所述存储步骤:收到用户发送 到CSP的消息后,CSP将提取用户的ID,以确定该用户是否已注册,如果不是,任务将终止,否则,CSP将检查加密内容以识别其是否合法,然后CSP为每个块Fi计算H(Fi)以形成{H(Fi)}i∈n,接下来,CSP生成一个随机密钥对(cpk,csk),cpk是公钥,csk是密钥,并计算 然后,CSP执行调用函数将交易 发送到超级账本区块链之中;

所述挑战步骤:用户生成随机密钥对(pk,sk),pk是公钥,sk是每个审计任务的密钥,然后用户选择一些TPA执行基于标签的子任务,该组id为LTid. 用户选择一些TPA执行基于数据的子任务,该组id为DTid.m表示要审计的块数,接下来,用户生成两个种子sdbl和sdra以产生要审计的块的数量和相应的挑战随机值vi,用户计算承诺{sk}cpk,最后,用户将发送到超级账本区块链之中;

所述响应 步骤:CSP从 获取ID,并核实是否是自己的客户,如果不是,则终止,若是自己的客户,CSP使用种子sdbl计算要审核的数据块的标号,并根据种子sdra的计算随机值集合Chal={vi}i∈I,然后CSP计算 和 然后CSP为每个TPA生成一个随机Nonce,接下来,使用TPA的公钥加密LT、DT和Nonce,设和{NonceLT,NonceDT}pk,最后,CSP在时间t1之前将 发送

到区块链,ic是存储步骤的交易地址,iu是挑战步骤的交易地址;

所述验证步骤:为了确认审核资格,TPA首先解密 和对身份进行确认,如果解密失败,则意味着该TPA并不是被选中的TPA,否则,TPA解密交易以获得来自ic和iu的信息,TPA计算结果VoLT=e(LT,g), 然后TPA使用公钥pk加密{VoDT||NonceDT||DT||id}pk,最后,LTid中的TPA发送{iu,(VoLT||NonceLT||LT||id)pk},DTid中的TPA发送{iu,(VoDT||NonceDT||DT||id)pk}到区块链,每个TPA都应该在t2时间内完成任务;

所述确认步骤:当来自同一用户请求的所有TPA完成任务时,CSP公开csk并在时间t3内为将来的审计任务生成新的密钥对(cpk',csk'),然后CSP计算 并将发送到区块链,然后网络中的每个人都可以检查下面的等式来判断结果,

2.如权利要求1所述的一种基于超级账本的数据完整性审计协议,其特征在于,基于一种系统模型,该模型包括:

用户,由于存储和计算资源及成本的限制,他们可能会将数据外包给远程云存储服务;

由于审计的复杂性,用户不愿意亲自审计他们的数据,他们更愿意支付费用来选择审计服务进行审计;

云服务提供商(Cloud Storage service Provider,简称CSP),该实体为用户提供了按需网络访问大型共享存储和计算资源池的功能;

第三方审计机构(Third Party Auditor,简称TPA),该实体的任务是应要求审核用户的外包数据;

超级账本(Hyperledger Fabric),为用户、TPA和CSP提供审计信息交互的区块链平台。