安全云存储系统研究

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学科专业
密码学  
文献出处
上海交通大学   2014年
关键词
  
论文摘要

云存储是目前互联网发展最炙手可热的主题。公有云可以方便、高效、安全的存储用户数据,它已经成为公众不可或缺的一种数据存储方式。而私有云面向企业和政府,它因为低成本、操作方便等优势正在被越来越多的公司所使用。两种云存储产品都越来越被人们所重视。本文首先介绍了云存储系统的现状以及不同种类的云存储产品,随后对比了不同种分布式存储系统以及多种客户端技术的优缺点。在此基础上,解决了目前技术上存在的一些难点,并最终实现了一个具有高性能、安全、灵活、用户亲和的云存储系统。本文的主要工作如下:(1)对目前各种云存储实现技术进行了分析,提出了这些技术在实现云存储系统时会遇到的问题与难点。并在需求分析的基础上,提出了一个云存储系统的设计方案。(2)对Sector存储系统进行了改进,设计了适用于云存储系统的HTTP网关和性能更好的Master/Slave网关。(3)设计了两套分别适用于不具有和具有文件共享功能存储系统的加密协议。(4)详细介绍了Shell extension技术的原理,阐述了使用该技术在Windows下开发虚拟驱动器的过程,最后成功实现该客户端,并将其与Sector存储系统链接,完成整个存储系统的设计开发。(5)对系统的性能进行了测试,其中包括文件传输性能与稳定性、HTTP网关与Master/Slave网关性能对比、以及客户端的性能。测试结果显示,增加了Master/Slave网关的Safecloud性能良好。Safecloud客户端的用户体验优秀。希望本论文的研究成果能对其他云存储的研究提供一定的帮助。

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摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 本文贡献

1.3 论文结构

第二章 云存储系统技术介绍

2.1 云存储技术现状

2.2 Sector/sphere 存储系统技术介绍

2.2.1 Sector/sphere 简介

2.2.2 Sector 的结构

2.2.3 文件系统管理

2.2.4 系统安全性

2.2.5 管理和数据传输

2.3 HDFS 存储系统简介

2.3.1 HDFS 架构

2.3.2 通信协议

2.3.3 数据副本与复制

2.3.4 数据组织

2.3.5 数据存储可靠性

2.3.6 总结

2.3.7 Sector 与 HDFS 的对比

2.4 安全文件系统 Plutus

2.4.1 Plutus 介绍

2.4.2 Plutus 功能设计

2.4.3 操作流程

2.4.4 总结

2.5 客户端技术介绍

2.5.1 自动同步文件

2.5.2 自动同步数据

2.5.3 虚拟文件系统

2.6 Shell extension 技术介绍

2.6.1 虚拟磁盘技术

2.6.2 Shell extension 技术介绍

2.6.3 Shell extension 与 VFS 技术对比

2.7 安全云存储关键技术分析

2.8 本章小结

第三章 存储系统与 HTTP 网关设计

3.1 Safecloud 系统功能分析与设计

3.1.1 Safecloud 的功能和特点

3.1.2 Safecloud 的设计分析

3.1.3 Safecloud 整体架构

3.2 Sector 结构分析

3.2.1 Sector 服务器结构和接口

3.2.2 Sector 接口介绍

3.2.3 Sector 的文件操作流程和网络访问测试

3.2.4 Sector 的缺陷

3.3 HTTP 网关设计

3.3.1 HTTP 网关服务器结构

3.3.2 具有 Master/Slave 结构的 HTTP 网关设计

3.3.3 Master 网关设计

3.3.4 Slave 网关与 HTTP 接口设计

3.4 Security 认证系统改进

3.4.1 Security 用户认证过程分析

3.4.2 认证过程改进

3.5 本章小结

第四章 加密系统设计

4.1 不具有文件共享功能的加密系统设计

4.1.1 密钥的产生和存储过程

4.1.2 用户更改密码时密钥的更新过程

4.1.3 文件传输过程分析

4.1.4 优缺点分析

4.2 具有文件共享功能的加密系统设计

4.2.1 加密系统需求分析

4.2.2 数据库改进

4.2.3 加密系统设计

4.2.4 文件的签名和验证

4.2.5 权限撤销

4.2.6 优缺点分析

4.3 本章小结

第五章 Windows 下的云存储客户端设计

5.1 客户端需求分析与功能介绍

5.2 FSAPI 设计

5.3 SEVFS 组织方法

5.3.1 Shell extension handler 接口介绍

5.3.2 Item 中间类设计

5.3.3 在系统中注册的组件设计

5.3.4 模块的功能分析

5.3.5 操作时模块的调用关系

5.4 用户会话设计

5.5 客户端功能

5.6 Safecloud 文件读写流程

5.7 本章小结

第六章 系统测试

6.1 测试目标及方法

6.1.1 测试目标

6.1.2 测试方法

6.2 测试环境

6.2.1 测试环境

6.2.2 服务器初始状态

6.3 文件传输测试

6.3.1 Sector 性能测试

6.3.2 HTTP 网关性能测试

6.3.3 Master/Slave 网关性能测试

6.3.4 客户端性能测试

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 本文总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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