rs纠删码在云存储中的应用

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1、28卷第8期2011年8月微电子学与计算机MICROELECTRONICS&COMPUTERVol.28No.8August2011RS纠删码在云存储中的应用余林琛,章巍,林强,许杰星,钟贝(中国地质大学计算机学院,湖北武汉430074)摘要:云存储作为一种旨在为用户提供高效、廉价、安全、可扩展、可定制的存储服务的存储模式,已然成为存储服务的发展趋势.但是因为其云端存储节点的不可控性,云存储在如何保障数据安全性的问题上面临着挑战.通过将RS纠删码引入云存储中,采用分片聚合机制,为云存储的数据安全性保障提供了一种新的解

2、决方案.关键词:RS纠删码;云存储;数据安全;缓冲区中图分类号:TP338.6文献标识码:A文章编号:1000-7180(2011)08-0234-03TheApplicationofRSErasureCodesintheCloudStorageYULinchen,ZHANGWei,LINQiang,XUJiexing,ZHONGBei(CollegeofComputer,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)Abstract:Cloud

3、storageasastoragemodewhichdesignedtoprovideuserswithcheap,efficient,secure,scalable,customizablestorageservices,havebecomethetrendofstorageservices.Butbecauseofitscloudstoragenodeisnotcontrollable,howtoprotectdatastoredinthecloudsecurityissuesfacingchallenges.RSerasur

4、ecodesbytheintroductionofcloudstorage,byfragmentationpolymerizationmechanismforcloudstoragedatasecurityprotectionprovidesanewsolution.Keywords:cloudstorage;datesecurity;RSerasure;buffer;1引言密性,并且由于纠删码的性质,数据还原过程中对单个分片的依赖性低,单个分片的缺失不会影响到数在当今风起云涌的时代,云存储作为云的据的还原,提高了数

5、据的冗余能力[3].[3].基础架构和最广泛的应用得到了极大的重视.在云存储系统中,用户数据存放于系统的云端,而构成云2RS纠删码介绍端的存储节点是用户不可控的.用户的数据可能被 一个(n,k)纠删码将一个数据文件以字节为单未经授权的第三方挖掘比对或恶意篡改,同时,在云 位分为k个等长的数据块(不足的以0补齐),通过端单个或多个存储节点缺失、失效的情况下(随着云 编码生成m(m=n-k)个上述长度的校验块,在还端的扩展,存储节点故障的几率将增加),用户数据 原数据时,只需要n个分块中的任意k个就可以恢丢失的可能性极大.上述情况说

6、明,云存储的发展亟 复原文件.每个分块包含若干个字节,每个字节的长需一种能完全保证用户数据完整性、隐私性和可靠度为w位,w{8,16,32,64},w可在程序设计时自性的安全机制[1].基于此,本文提出将RS纠删码[2][1].基于此,本文提出将RS纠删码[2]由选择,通常选择w=8,因为系统中包含少于256引入云存储中,采用基于RS纠删码的数据分片方个磁盘,而且w=8表现最好.原数据表示为D,0法,把用户数据分成若干分片分别存储到不同存储D,D,,D,编码数据表示为C,C,C,,12n-1012节点.由于编码时将用户数据分

7、段读入缓冲区,因此Cm-1,每一个Di或Cj都有w位,即di,0,di,1,di,w-1或cj,0,cj,1cj,w-1,则纠删码编码过程可表示为图1:分片数据不连续,分片内容上的分散保证了数据私收稿日期:2011-05-20;修回日期:2011-06-29235第8期余林琛,等:RS纠删码在云存储中的应用到以下等式:(G)-1GD=(G)-1E,即D=(G)-1E.可以看出,丢失的数据分块不超过m块时,不会影响原数据文件的恢复.3RS纠删码在云存储中的应用及优化3.1RS纠删码在云存储中的应用在应用于云存储

8、时,首先将用户文件分成X+1图1纠删码编码过程个大小相等且为k的倍数的数据段(不足的用0补其中Gm(m+k)由m阶范德蒙德(Vandermonde)齐),然后对每一个数据段作纠删码编码,在存放编矩阵通过线性变换得到,是数据还原的关键.码后得到的