基于云计算的安全协议分析与设计

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目：基于云计算的安全协议分析与设计学科专业：信息与通信工程指导教师：许春香教授作者姓名：何小虎班级学号：200921060413万方数据分类号密级注1UDC学位论文基于云计算的安全协议分析与设计（题名和副题名）何小虎（作者姓名）指导教师姓名许春香教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称信息与通信工程论文提交日期2012.3.21论文答辩日期2012.5.16学位授

2、予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2012年6月19日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要云计算作为一种新兴的服务模式，近年来受到了学术界、商业界和政府等各界的广泛关注。云计算将各种计算基础设施集合在一起通过网络向用户提供服务，这些计算基础设施可以提供软件服务、硬件服务、或是数据存储服务等。云计算在给我们带来很多优势和便利的同时，也面临着新的安全挑战。本文主要介绍了两类基于云计算的安全协议的分析与设计，其中基

4、于口令的三方密钥交换(3PAKE)协议能够实现云用户之间通过云服务器的安全数据共享，云存储数据审计协议能够确保云用户存储在云服务器上数据的安全性。本文主要的研究成果如下：(1)分析了Lee等提出的3PAKE协议的安全性和执行效率，指出虽然该协议能够抵御现有的各种攻击，但是它的通信过程还是相对复杂。随后提出一个新的3PAKE协议，分析出该协议不仅能有效的抵御现有的各种攻击，提供完美的前向安全性，而且在交换轮数和通信时间上较现有的协议都有所改进。(2)通过结合Abdalla等提出的可证明安全的2PAKE协议和Abdalla等提出的3PAKE协议的设计框架提出了一个新的3P

5、AKE协议，并基于DDH假设证明了该协议的安全性。最后将该协议进行了效率对比，结果表明该协议不但具有可证明安全性，而且在效率上也有所提高。(3)分析了Wang等的公共审计协议，指出该协议存在严重的安全缺陷，它不能抵御恶意云服务器以及外部攻击者的攻击。对此我们给出了4个具体的攻击方案。(4)分析了Ateniese等的自我审计协议的执行效率，指出该协议的执行效率还需要进一步的提高。随后提出了一个新的自我审计协议，分析了该协议的安全性，最后将该协议与现有的自我审计协议进行效率对比，结果表明该协议能够安全高效的实现云用户对存储数据的审计。(5)分析了Ateniese等的公共审

6、计协议，指出该协议在执行效率和安全性方面的缺陷。随后提出了一个新的公共审计协议，分析了该协议的安全性和云用户数据对TPA的隐私保密性，并将该协议扩展使之能够高效的实现同时对多个云用户的批处理审计。最后我们同样将该协议与现有的公共审计协议进行了效率对比，结果表明该协议的效率要优于现有的协议。公共审计协议的云用户数据对TPA的隐私保密性和批处理性质具有很高的实际应用价值，是现在该类协议研究的重点。I万方数据摘要关键词：云计算，密钥交换，数据的云存储，自我审计，公共审计II万方数据ABSTRACTABSTRACTRecently,CloudComputing,asaneme

7、rgingservicemodel,hasarousedwideattentioninacademia,businessandgovernmentcircles.CloudComputingprovidesservicethroughnetworkbycombiningvariouskindsoffundamentalcomputinginfrastructures,whichcansupplywithservicesofsoftware,hardwareanddatastorage.Newsecuritythreatsareintroducedal