随着大数据、云计算等一系列互联网技术和产业的发展,云存储作为一种方便可靠的信息存储技术,得到了越来越广泛的应用。与此同时,云存储存在着很多传统的存储技术所没有的安全问题,直接威胁着用户数据的安全。目前广泛应用的云存储系统普遍缺乏对用户隐私数据的保护机制,极易造成严重的数据泄漏事故,给用户和企业造成损失。因此如何保证云存储中用户隐私数据的安全一直是云存储领域的研究热点。本文主要研究基于无证书公钥密码体制下的安全云存储系统的设计与实现,主要着重于云存储系统中的用户加密数据共享机制和身份认证机制的设计,保证用户隐私数据不被非法访问和共享。首先,本文对基于PKI技术的传统公钥密码、基于身份的密码与无证书公钥密码这三种公钥密码体制进行比较和分析,指出无证书公钥密码体制在云存储环境中所具备的优势,然后对目前云存储服务中广泛使用的数据共享技术和身份认证技术进行分析。在此基础上,提出了一个安全高效的无证书代理重加密方案来实现云存储中用户加密数据的共享,从而保证用户隐私数据的安全。同时通过无证书数字签名技术设计了一个安全的身份认证协议,能够实现云存储服务器与用户之间的双向认证,保证通信双方身份的合法性。在云存储系统实现方面,本文利用开源的JPBC加密库实现无证书加解密以及签名。为了提高系统的效率,用户的隐私数据使用国家密码局颁布的标准对称加密算法SM4进行加密,所用的对称密钥使用用户的公钥进行加密,把得到的文件密文和密钥密文共同存放于云端,实现了对用户文件的混合加密。同时基于Hadoop云计算平台的HDFS分布式文件系统来实现文件的上传与下载功能,并通过HDFS提供的数据备份、容错技术来保障系统的高可靠性。最后在Windows操作系统下对云存储系统进行了大量的测试,实验结果表明本系统可以正确的实现用户和服务器端的身份合法性的认证,并能够安全高效的实现对用户文件进行加解密以及加密文件在在用户之间的共享,从而保障用户数据在云端的安全。