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摘要：基于云计算下的信息安全存储模式正在引起广泛的关注，本文首先阐述了云计算中的相关概念，其次描述密钥聚合算法及其不足，提出了一种改进的密钥聚合算法，通过对传统密钥聚合中和进行优化，并进行了紧凑性分析和正确性证明，在云计算仿真平台实验中与传统的DES算法，AES算法进行相比取得了比较好的效果，说明本文算法在云计算平台中具有一定的效果。
关键词：云计算；加密；聚合算法
0.引言
随着“互联网+”，云计算概念不断发展，有关云计算模式下的存储技术正在引起大家广泛的关注.云计算中的存储是由云计算衍生和发展而来的一种存储服务技术，其本质是通过本地网络将数据信息上传到云计算服务提供商中，这样可以有效的降低企业存储数据成本、提高使用和高扩展性的优势，有利于满足海量数据存储中的需求，有效的成為信息存储发展的重点领域。
1.云计算下的聚合加密算法
1.1密钥聚合算法描述
为了实现云计算下的数据有效共享，Chu在2014年提出了密钥聚合加密机制，利用双线性映射构造而成，其实质是在用户的加密过程中，不仅仅是对信息进行简单的使用公钥加密，而是在密文信息中添加一个标识记号，这就意味着加密后的密文被分解称了几个部分，密钥的拥有者持有一个主密钥，而从该密钥中可以分离出不同类型的私密密钥，被分离出来的密钥成为聚合密钥（Aggregate Key，AK），使用这种聚合密钥加密的算法为聚合密钥加密（Key Aggregate Encryption，简称KAE）算法.通常一个密钥聚合加密算法有以下几个部分组成：（1）数据拥有者建立一个公共系统参数；（2）通过生成一个公共密钥对；（3）消息通过并联合明文数据来决定密文中的标识符；（4）数据拥有者使用主/私密钥来产生一个聚合解密密钥给密文子集，通过分散函数产生，并通过安全的邮件传给授权者；（5）用户使用函数，通过聚合密钥来解密密文，在聚合密钥中包含密文的表示符.
1.2算法说明
在KAE算法中，密文，密钥、主密钥和聚合密钥都是具有相同固定大小的.在传统的加密方法中，密钥的分布都是呈现线性增长的，但每次都只需要使用到其中一小部分，这样就造成了一定的约束关系，而本文的算法可以消除这种约束关系.本文为了更好的说明使用KAE算法来进行云端上的存储文件的共享的过程，设定用户A和用户B，其步骤如下：
步骤1：用户A需要云端共享服务器中的数据，执行获得参数
步骤2：用户A执行，得到公私密钥对，并将这些密钥保存在安全密钥管理系统中，安全密钥管理服务主要是负责密钥的生成和保存管理用户密钥，如果生成的密钥由用户自己来管理，可能会发生丢失等情况，这样在很大程度上不能保证密钥的安全性
步骤3：用户A执行，将加密豪的数据传输导分布式存储系统中
步骤4：云端服务器收到了参数和后，需要和用户A的共享用户通过私钥来更新服务器上的信息.当用户A将一部分数据集分享给用户B额时候，用户A只需要执行来计算聚合密钥，通过安全邮件传递给用户B
步骤5：用户B获得访问云端数据库权限后，使用聚合密钥下载云端中的数据，对于任意的，用户B能够从服务器上通过函数解密下载各种密文
2.实验说明
為了进一步说明云计算存储具有的安全性能，本文搭建了云计算存储实验平台，并对采用了KAE算法的存储平台进行性能测测试
（1）数据写入
考虑到云计算系统中的加密功能可能会对整个云计算环境构成影响，因此选择大小不同的文件来进行数据的写入和读取，在测试过程中，选择了三种不同的情况来进行比较，分别是使用DES加密，使用AES加密和使用KAE加密三种比较，如表2所示.
从表1中可以发现，在整个云计算系统的文件中进行加密的时候，整个系统的文件写入的时间都会增加，但随着文件数量的大小的不断增加，文件写入的时间都会增加，导致整个文件的写入时间相应的增加，因此整体速度呈现下降趋势，从图中发现AKE加密算法的效果要优于其他两种加密算法，这说明本文的算法能够很好的满足写入数据的加密过程.
（2）数据读取
当文件以加密的方式写入到云计算系统中之后，当文件的读取就需要对其进行解密，才能对信息进行有效的读取，表3描述了不同操作下文件读取的时间对比，图2表示了与之前相同的三种算法的读取对比，从图3中可以发现在采用AKE算法后，文件的读取时间和文件写入时间大致基本相同，并且采用AKE算法后的时间要多于其他两种算法，这是合理正常的，因为就算法的复杂度而言，本文算法要高于其他两种算法.
从表3的效果来看，在三种算法的情况下，文件的读取速度差别大于写入速度，这说明云计算用户在进行下载相关信息的时候，采用KAE算法与其他加密算法下载时间差别较小，这样就能够在一定程度上满足文件的共享需求，能够有效的适合HDFS中的文件的一次写入多次被多出的特点，能够有效的适应整个云计算平台.
4.结束语
本文首先描述了云计算平台的相关内容，其次通过对KAE算法进行描述，提出了使用该算法进行加密的过程，通过在云计算平台上的实际性能测试，说明了KAE加密算法能够有效的适应云计算平台中的相关信息加密过程，具有一定的应用价值.
参考文献：
[1]胡绍忠.同态加密技术在云环境数据传输中的应用[J].科技通报，2012，28（12）：91-92
[2]许盛伟.基于匿名广播加密的云存储访问控制方法[J].计算机应用，2017，37（2）：473-482
[4]高煌红.云计算数据存储安全的研究[D].浙江工业大学，2014
[5]甘庆晴. 云环境下密钥聚合机制的研究[D]. 暨南大学，2016
关键词：云计算；加密；聚合算法
0.引言
随着“互联网+”，云计算概念不断发展，有关云计算模式下的存储技术正在引起大家广泛的关注.云计算中的存储是由云计算衍生和发展而来的一种存储服务技术，其本质是通过本地网络将数据信息上传到云计算服务提供商中，这样可以有效的降低企业存储数据成本、提高使用和高扩展性的优势，有利于满足海量数据存储中的需求，有效的成為信息存储发展的重点领域。
1.云计算下的聚合加密算法
1.1密钥聚合算法描述
为了实现云计算下的数据有效共享，Chu在2014年提出了密钥聚合加密机制，利用双线性映射构造而成，其实质是在用户的加密过程中，不仅仅是对信息进行简单的使用公钥加密，而是在密文信息中添加一个标识记号，这就意味着加密后的密文被分解称了几个部分，密钥的拥有者持有一个主密钥，而从该密钥中可以分离出不同类型的私密密钥，被分离出来的密钥成为聚合密钥（Aggregate Key，AK），使用这种聚合密钥加密的算法为聚合密钥加密（Key Aggregate Encryption，简称KAE）算法.通常一个密钥聚合加密算法有以下几个部分组成：（1）数据拥有者建立一个公共系统参数；（2）通过生成一个公共密钥对；（3）消息通过并联合明文数据来决定密文中的标识符；（4）数据拥有者使用主/私密钥来产生一个聚合解密密钥给密文子集，通过分散函数产生，并通过安全的邮件传给授权者；（5）用户使用函数，通过聚合密钥来解密密文，在聚合密钥中包含密文的表示符.
1.2算法说明
在KAE算法中，密文，密钥、主密钥和聚合密钥都是具有相同固定大小的.在传统的加密方法中，密钥的分布都是呈现线性增长的，但每次都只需要使用到其中一小部分，这样就造成了一定的约束关系，而本文的算法可以消除这种约束关系.本文为了更好的说明使用KAE算法来进行云端上的存储文件的共享的过程，设定用户A和用户B，其步骤如下：
步骤1：用户A需要云端共享服务器中的数据，执行获得参数
步骤2：用户A执行，得到公私密钥对，并将这些密钥保存在安全密钥管理系统中，安全密钥管理服务主要是负责密钥的生成和保存管理用户密钥，如果生成的密钥由用户自己来管理，可能会发生丢失等情况，这样在很大程度上不能保证密钥的安全性
步骤3：用户A执行，将加密豪的数据传输导分布式存储系统中
步骤4：云端服务器收到了参数和后，需要和用户A的共享用户通过私钥来更新服务器上的信息.当用户A将一部分数据集分享给用户B额时候，用户A只需要执行来计算聚合密钥，通过安全邮件传递给用户B
步骤5：用户B获得访问云端数据库权限后，使用聚合密钥下载云端中的数据，对于任意的，用户B能够从服务器上通过函数解密下载各种密文
2.实验说明
為了进一步说明云计算存储具有的安全性能，本文搭建了云计算存储实验平台，并对采用了KAE算法的存储平台进行性能测测试
（1）数据写入
考虑到云计算系统中的加密功能可能会对整个云计算环境构成影响，因此选择大小不同的文件来进行数据的写入和读取，在测试过程中，选择了三种不同的情况来进行比较，分别是使用DES加密，使用AES加密和使用KAE加密三种比较，如表2所示.
从表1中可以发现，在整个云计算系统的文件中进行加密的时候，整个系统的文件写入的时间都会增加，但随着文件数量的大小的不断增加，文件写入的时间都会增加，导致整个文件的写入时间相应的增加，因此整体速度呈现下降趋势，从图中发现AKE加密算法的效果要优于其他两种加密算法，这说明本文的算法能够很好的满足写入数据的加密过程.
（2）数据读取
当文件以加密的方式写入到云计算系统中之后，当文件的读取就需要对其进行解密，才能对信息进行有效的读取，表3描述了不同操作下文件读取的时间对比，图2表示了与之前相同的三种算法的读取对比，从图3中可以发现在采用AKE算法后，文件的读取时间和文件写入时间大致基本相同，并且采用AKE算法后的时间要多于其他两种算法，这是合理正常的，因为就算法的复杂度而言，本文算法要高于其他两种算法.
从表3的效果来看，在三种算法的情况下，文件的读取速度差别大于写入速度，这说明云计算用户在进行下载相关信息的时候，采用KAE算法与其他加密算法下载时间差别较小，这样就能够在一定程度上满足文件的共享需求，能够有效的适合HDFS中的文件的一次写入多次被多出的特点，能够有效的适应整个云计算平台.
4.结束语
本文首先描述了云计算平台的相关内容，其次通过对KAE算法进行描述，提出了使用该算法进行加密的过程，通过在云计算平台上的实际性能测试，说明了KAE加密算法能够有效的适应云计算平台中的相关信息加密过程，具有一定的应用价值.
参考文献：
[1]胡绍忠.同态加密技术在云环境数据传输中的应用[J].科技通报，2012，28（12）：91-92
[2]许盛伟.基于匿名广播加密的云存储访问控制方法[J].计算机应用，2017，37（2）：473-482
[4]高煌红.云计算数据存储安全的研究[D].浙江工业大学，2014
[5]甘庆晴. 云环境下密钥聚合机制的研究[D]. 暨南大学，2016