云存储提供了远程管理和备份文件的服务。这种特性使得用户通过任意网络连接点随时随地存取数据成为可能。这种存储模式为用户提供定制化的服务,不但减少了用户管理数据的开销,还使得用户对数据的访问和恢复更为便捷。但是让用户将自己的数据交给第三方管理同样存在着诸多风险,特别是对于公司或企业用户来说,仅仅将托管的文件进行加密是不够的。为了能让用户安心的将数据交给云服务提供商,必须赋予用户验证自己存储在云服务器上数据完整性的权利。与此同时,数据的动态操作在真实的云环境中发生的也尤为频繁,必须赋予用户动态更新自己存储在云服务器上数据的权利。因此设计出能够将看似矛盾的数据完整性验证与数据动态操作两种技术完美地融合起来的云数据审计协议是一项巨大的挑战。解决这一挑战兼具理论和现实意义。本文的主要目标就是设计出实用的云数据审计协议,主要工作如下:1.回顾并分析了现有的云数据审计协议的优缺点,学习各个方案中使用的构造技巧,同时避免自己设计的方案发生同样的安全漏洞。结合应用中的实际需求,期望为上述问题提供一个完美的解决方案。2.构建一个基于同态消息认证码的云数据审计协议,在方案的构造中,利用代数单向函数解决了在数据域较小的情况下,安全性缺失的问题。在不增加太多计算和存储代价的情况下,构建出安全的云数据审计协议。我们不但完成了方案的理论构建与详尽的安全性证明,还利用编程语言实现了一个系统原型,对方案各个算法的性能进行测试与分析,并辅以图表加以详细说明。3.在实际生活中,用户并不只是简单的将数据存储在云服务器上,更多的时候用户会对存储在云服务器上的数据进行动态的操作。我们改进了Merkle Hash Tree(MHT)这一数据认证结构,让树中的节点包含更多的信息。这样每个文件块自身的动态操作对其他的块不会产生任何影响,特别是文件块的标签不再需要重新计算,将文件块标签的计算与文件块位置信息的验证彻底分离开。在不影响方案原本效率的情况下,实现了数据的动态操作。在该方案构建中,将本应用户保存的与文件块相关的密钥,以加密的形式串联上密文的消息认证码存储云服务器上,减轻了用户的存储开销。用户只需在本地保存加解密密钥,消息认证码的密钥,极大地减轻了用户的负担,使得方案更为实用。