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云计算通过外包技术将计算、存储、网络等虚拟资源以按需付费的方式提供给用户，降低用户资源的使用和管理成本。云存储是云计算提供的最具吸引力的服务之一，它允许资源受限的用户将本地无法储存的数据外包到云服务器，从而大大减轻本地的存储负担。然而，云存储中外包数据所有权和管理权的分离，使得用户失去了对外包数据的物理管控，因而引发了一系列亟需解决的数据安全问题，特别是外包数据确定性删除，已经引起了国内外学者的高度关注。外包数据的确定性删除是外包数据生命周期的最后阶段，直接决定着外包数据生命周期能否可靠终结，对于外包数据安全和用户隐私保护具有重要的影响和意义。然而，传统针对本地数据的删除方法不能直接应用于云环境下外包数据的删除。因此，如何实现云计算环境下外包数据的可验证删除成为学术界和产业界面临的一个严峻的技术挑战。
近年来，围绕外包数据删除结果的公开可验证性、大规模外包数据删除的高效性、迁移数据删除的可靠性等方面的需求，许多学者对外包数据可验证删除技术进行了广泛的研究。然而，现有的外包数据删除方案仍存在以下几个方面的问题和挑战。首先，在静态外包数据删除场景中，现有方案依赖可信第三方进行密钥管理和数据删除结果验证，存在单点失效、隐私泄露等问题；其次，在动态外包数据删除场景中，现有方案没有考虑外包数据局部更新需求，无法同时支持细粒度的数据删除和插入操作，使得外包数据版本管理困难，更新效率低下；最后，数据的跨云迁移是保障用户权益和数据服务质量的重要基础，现有数据迁移场景中的可验证删除方案依赖较强的安全假设和第三方审计，且数据迁移和删除的计算开销随外包数据规模增加而递增，实用性较差。
为解决上述可信第三方依赖、局部删除更新困难、跨云迁移实用性差等问题，本论文主要围绕云计算环境下外包数据可验证删除中的关键技术展开研究，包括：(1)如何设计不依赖可信第三方的外包数据可验证删除方案；(2)如何设计支持数据动态细粒度插入的可验证删除方案；(3)如何设计无需第三方审计的支持数据高效迁移的可验证删除方案。具体来讲，本论文的主要贡献可以总结为以下四个方面：
1.本文提出了一个基于区块链的静态外包数据公开可验证删除方案。所设计的方案将外包数据的删除结果记录在区块链上，实现外包数据删除结果的公开可验证性，从而解决了其他外包数据可验证删除方案因第三方单点失效所造成的服务中断和隐私信息泄露问题。理论分析和实验结果表明方案的效率也优于其他具有相似功能的解决方案，具有良好的实用价值。(第三章，发表在JournalofNetworkandComputerApplications,103,185-193,2018)
2.本文提出了一个支持外包数据动态细粒度插入的公开可验证删除方案。所设计的方案利用Merkle哈希求和树存储外包数据块，能够同时支持外包数据的动态细粒度插入和删除，实现数据插入和删除结果的公开可验证性。解决了外包数据版本管理困难、局部更新效率低下的问题，大大提高了方案的实用性。(第四章，已投稿InternationalJournalofDistributedSensorNetworks)
3.本文提出了一个支持外包数据安全迁移的可验证删除方案。所设计的方案基于向量承诺，可以同时支持外包数据在不同云之间的安全迁移以及原始云上被迁移数据的可验证删除。消除了第三方审计机构，实现了被迁移数据在目标云上的完整性验证，解决了被迁移数据的完整性验证问题，保证其完整性和可用性。(第五章，发表在InternationalJournalofDistributedSensorNetworks，DOI:10.1177/1550147719878999)
4.本文提出了一个高效的迁移数据公开可验证删方案。所设计的方案基于可计数布隆过滤器，在外包数据安全迁移和可验证删除过程的计算复杂性不受外包数据块数量影响，大大降低了外包数据转移和删除过程的计算开销，适用于大规模外包数据迁移和删除场景。进一步地，本文利用可翻转布隆过滤器树设计了一个改进方案，有效地降低了验证删除结果的误判率。(第六章，被ChineseJournalofElectronics录用)
近年来，围绕外包数据删除结果的公开可验证性、大规模外包数据删除的高效性、迁移数据删除的可靠性等方面的需求，许多学者对外包数据可验证删除技术进行了广泛的研究。然而，现有的外包数据删除方案仍存在以下几个方面的问题和挑战。首先，在静态外包数据删除场景中，现有方案依赖可信第三方进行密钥管理和数据删除结果验证，存在单点失效、隐私泄露等问题；其次，在动态外包数据删除场景中，现有方案没有考虑外包数据局部更新需求，无法同时支持细粒度的数据删除和插入操作，使得外包数据版本管理困难，更新效率低下；最后，数据的跨云迁移是保障用户权益和数据服务质量的重要基础，现有数据迁移场景中的可验证删除方案依赖较强的安全假设和第三方审计，且数据迁移和删除的计算开销随外包数据规模增加而递增，实用性较差。
为解决上述可信第三方依赖、局部删除更新困难、跨云迁移实用性差等问题，本论文主要围绕云计算环境下外包数据可验证删除中的关键技术展开研究，包括：(1)如何设计不依赖可信第三方的外包数据可验证删除方案；(2)如何设计支持数据动态细粒度插入的可验证删除方案；(3)如何设计无需第三方审计的支持数据高效迁移的可验证删除方案。具体来讲，本论文的主要贡献可以总结为以下四个方面：
1.本文提出了一个基于区块链的静态外包数据公开可验证删除方案。所设计的方案将外包数据的删除结果记录在区块链上，实现外包数据删除结果的公开可验证性，从而解决了其他外包数据可验证删除方案因第三方单点失效所造成的服务中断和隐私信息泄露问题。理论分析和实验结果表明方案的效率也优于其他具有相似功能的解决方案，具有良好的实用价值。(第三章，发表在JournalofNetworkandComputerApplications,103,185-193,2018)
2.本文提出了一个支持外包数据动态细粒度插入的公开可验证删除方案。所设计的方案利用Merkle哈希求和树存储外包数据块，能够同时支持外包数据的动态细粒度插入和删除，实现数据插入和删除结果的公开可验证性。解决了外包数据版本管理困难、局部更新效率低下的问题，大大提高了方案的实用性。(第四章，已投稿InternationalJournalofDistributedSensorNetworks)
3.本文提出了一个支持外包数据安全迁移的可验证删除方案。所设计的方案基于向量承诺，可以同时支持外包数据在不同云之间的安全迁移以及原始云上被迁移数据的可验证删除。消除了第三方审计机构，实现了被迁移数据在目标云上的完整性验证，解决了被迁移数据的完整性验证问题，保证其完整性和可用性。(第五章，发表在InternationalJournalofDistributedSensorNetworks，DOI:10.1177/1550147719878999)
4.本文提出了一个高效的迁移数据公开可验证删方案。所设计的方案基于可计数布隆过滤器，在外包数据安全迁移和可验证删除过程的计算复杂性不受外包数据块数量影响，大大降低了外包数据转移和删除过程的计算开销，适用于大规模外包数据迁移和删除场景。进一步地，本文利用可翻转布隆过滤器树设计了一个改进方案，有效地降低了验证删除结果的误判率。(第六章，被ChineseJournalofElectronics录用)