分布式存储系统中可验证的数据完整性技术研究

admin · 发表于 2023-10-7 10:39:01

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雅宝题库解析：
分布式、多副本场景下用户非结构化数据的存储和管理一直是相关研究领域的热点和难点，原因在于存储机制在高效存储、管理用户数据的同时必须能够保证用户数据的完整性：即多副本间的用户数据一致性和副本内的用户数据正确性及有效性，这样的存储系统才能有效用于实际应用，而同时正确、高效地解决以上题目是有难度的。本文从数据完整性定义出发，研究了分布式存储系统中可验证的数据完整性技术，提出了一种基于拜占庭容错协议的可验证数据存储机制，依托拜占庭容错协议的三阶段协商机制和底层可验证数据结构的共同支持，能够在保证正确副本按序执行用户操作的同时，给用户或审计方提供有效的可验证证据，从而在保证副本间数据一致性的同时实现了副本内数据正确性的实时审计。本论文主要工作归纳如下：1. 针对拜占庭容错协议在性能鲁棒性、支持良性故障模型及易用性方面的不足，提出了一种高鲁棒性的拜占庭容错协议Nova。采用协商执行分离原则降低执行副本开销，同时简化应用集成；采用数字签名/MAC混合验证、自适应视图变换等策略提高攻击场景下协议性能鲁棒性；采用配置参数自适应选择广播原语、安全机制等，从性能角度支持不同故障模型。实验表明，Nova在拜占庭故障模型下的协议性能可以满足大多数系统的性能需求。2. 研究分析了几种主流的可验证数据结构，结合它们的优缺点和适用场景，设计了基于AASL和RBB-Tree的可验证数据存储结构，可针对用户数据存储及版本迁移等行为提供可验证证据，从而保证副本内用户数据的正确性和有效性。3. 结合高鲁棒性的拜占庭容错协议及底层的可验证数据存储结构，设计实现了一种基于拜占庭容错协议的可验证数据存储原型系统，系统可以维护副本间数据一致性及副本内数据的正确性，从而实现了分布式存储系统中可验证的数据完整性维护。经测试，系统可以基本满足实际分布式存储系统的需要。

分布式存储系统中可验证的数据完整性技术研究

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