云存储可靠性与安全性研究
目录
第一章绪论 (1)
1.1.研究背景和意义 (1)
1.2.国内外研究现状 (2)
1.2.1.数据存储可靠性研究现状 (2)
1.2.2.云存储数据访问安全研究现状 (4)
1.3.研究内容与主要成果 (6)
1.4.论文组织结构 (7)
第二章云存储相关基础理论和研究需求分析 (9)
2.1.云存储相关基础理论 (9)
2.1.1.云计算服务模型及云存储系统架构 (9)
2.1.2.云存储可靠性相关编码技术 (15)
2.1.3.云存储访问安全相关信息安全技术 (20)
2.2.云存储数据可靠性及访问安全性需求分析 (25)
2.3.本章小结 (26)
第三章云存储可靠性技术研究 (27)
3.1.基于复制的云存储容错技术研究 (28)
3.1.1.数据组织结构 (29)
3.1.2.数据复制策略 (32)
3.2.基于纠删码的云存储容错技术研究 (34)
3.2.1.基于纠删码的容错原理和分类 (34)
3.2.2.基于阵列纠删码的容错技术 (35)
3.2.3.基于RS码的容错技术 (37)
3.2.4.基于LDPC的容错技术 (39)
3.2.5.基于纠删码的容错修复技术 (40)
3.3.各种云存储容错机制分析与比较 (42)
3.3.1.复制技术和纠删码的比较 (43)
3.3.2.纠删码的选择 (44)
3.3.3.容错技术应用分析 (46)
3.4.本章小结 (48)
第四章应用于云存储的QC-LDPC码构造优化设计 (49)
4.1.LDPC码构造 (50)
4.1.1.LDPC码构造准则 (51)
4.1.2.LDPC码构造进展 (52)
4.1.3.准循环LDPC码 (53)
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4.2.基于初等数论的准循环LDPC码构造设计 (55)
4.2.1.圈长为6的LDPC码构造 (55)
4.2.2.列重为3、圈长为8的LDPC码构造 (57)
4.2.3.列重为4、圈长为8的LDPC码构造 (59)
4.3.基于初等数论的准循环LDPC码构造评估 (63)
4.3.1.列重的影响 (63)
4.3.2.块长的影响 (64)
4.3.3.圈长的影响 (65)
4.4.本章小结 (67)
第五章云存储数据访问安全性分析 (69)
5.1.云存储安全需求分析 (69)
5.1.1.云存储数据安全生命周期 (69)
5.1.2.云存储数据安全需求 (71)
5.1.3.云存储特有安全技术分析 (73)
5.2.云存储匿名性技术研究 (76)
5.2.1.普通群签名 (76)
5.2.2.环签名 (78)
5.2.3.民主群签名 (80)
5.3.三类群签名特点比较 (81)
5.4.本章小结 (82)
第六章具有门限追踪性的高效民主群签名方案设计 (84)
6.1.民主群签名安全模型 (84)
6.1.1.民主群签名形式化定义 (86)
6.1.2.民主群签名安全要求 (87)
6.2.具有门限追踪性的高效民主群签名方案设计及证明 (89)
6.2.1.具有门限追踪性的民主群签名方案设计 (89)
6.2.2.具有门限追踪性签名方案安全性证明 (92)
6.3.具有门限追踪性的民主群签名性能分析和方案特性 (95)
6.4.本章小结 (97)
第七章总结展望 (98)
7.1.全文总结 (98)
7.2.进一步研究展望 (99)
参考文献 (101)
致谢 (113)
在职攻读博士学位期间已发表或录用的论文 (114)
在职攻读博士学位期间参与的项目 (115)
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图表索引
图1：云计算用户关注点调查 (5)
图2：云的模型 (9)
图3：云存储模型 (12)
图4：阵列码的阵列表示和向量表示（2×4阵列） (16)
图5：LDPC框图 (18)
图6：HDFS 结构示意图 (31)
图7：Cassandra的环状结构 (32)
图8：再生码修复一个失效节点 (42)
图9：6-块循环 (58)
图10：圈长为6的QC-LDPC码（不同列重） (64)
图11：圈长为6的QC-LDPC码（不同块长） (65)
图12：列重为3的QC-LDPC码 (66)
图13：列重为4的QC-LDPC码 (66)
表1：复制和纠删码的容错技术比较 (44)
表2：群签名、环签名、民主群签名比较 (82)
表3：群签名方案性能比较 (96)
表4：群签名方案特性比较 (96)
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第一章绪论
1.1.研究背景和意义
云计算自2008年Google提出后，成为了业界热点。云计算不仅仅是技术的创新，更是商业的创新，在云计算环境下，客户通过网络访问云资源，云资源可以是服务器，也可以是存储设备、网络甚至是应用程序，云服务商通过网络把这些资源提供给多个用户使用，用户可以根据自己的需要，方便的调整租用的资源；在这些调整中，客户通过自助的方式进行，不需要服务商的参与，从而降低运营成本。这种方式之所以称之为云计算，是因为网络工程师通常在网络图中用云代表电信网络，久而久之，大家逐渐把云的图案代表基础设施，因此把这种通过网络获得服务的模式，称之为“云计算”。
一般来说，云计算指客户通过网络提供通常的IT设施的服务，比如服务器、存储等，也有人把网络也作为基础的设施来提供服务。也有人把云计算的概念进一步演化，认为只要是通过网络提供的服务都可以是云计算，比如现在很多出现的云安全、云监控、云电视等等。美国国家标准技术研究所(NIST)的定义：云计算就是一种支持方便地、按需获取的可配置共享计算资源池的服务模式，这种模式能够迅速获得和释放所需资源，并能大大减少管理开销以及用户与服务提供商的交互，其中可共享的资源包括网络、服务器、存储、应用以及服务等[1]。
云计算是一个革命性的举措，把传统购买设备产生计算力的模式改成了租用设备产生计算力的模式，就变成了采购计算力。计算力变成了一种商品，这和水、店里、煤气的发展历史也基本一样。原来自家打井取水，逐渐演变为集中的水厂通过水管网络供水，煤气也是如此，电力的发展也是类似，从每个企业自行采购发电机，到通过电网购买电力。云计算就是计算力成为了商品，并且通过互联网这个管道提供服务，通过共享式的服务模式，可以大大降低计算力的成本。
云存储是云计算服务中的一种主要形态。信息化的不断发展，数据与日俱增，传统的存储技术（如SAN）逐渐显现瓶颈，比如单点容量的限制、扩展性限制、成本居高不下、功耗的限制等等，使用户系统升级非常困难，很难适应信息化发展的需要。另外一方面，原来单点部署的存储系统无法避免此节点全部宕机的问题，比
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