一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法，其系統(tǒng)包括用戶單元、模型管理單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心；用戶單元包括登錄模塊、權(quán)限驗(yàn)證模塊和第一模型驗(yàn)證模塊；模型管理單元包括管理模塊和第二模型驗(yàn)證模塊；所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊。本發(fā)明提供了一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法，在租用相應(yīng)數(shù)據(jù)模型的過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證，檢查是否調(diào)用了正確數(shù)據(jù)模型，從而有效提高了調(diào)用的準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于Merk I e樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，便捷高效的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問(wèn)服務(wù)被云計(jì)算服務(wù)商通過(guò)穩(wěn)定高速的網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行提供，但是由于云計(jì)算自身特性，大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)面臨著諸多安全隱患和挑戰(zhàn)；為了合理利用存儲(chǔ)資源，數(shù)據(jù)文件大多數(shù)情況都是被劃分為若干個(gè)小的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)，而每個(gè)存儲(chǔ)塊的地理位置和存儲(chǔ)狀態(tài)用戶未知，所以當(dāng)用戶再次調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的完整性以及數(shù)據(jù)的正確性會(huì)產(chǎn)生懷疑;同樣，當(dāng)數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)在服務(wù)器中，當(dāng)用戶調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)模型時(shí)，必須保證調(diào)用模型的正確性，及調(diào)用模型的過(guò)程中模型不會(huì)被改變以及用戶采用的模型是正確的。對(duì)于數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證，通過(guò)采用基于Merkle哈希樹(shù)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證方式可以有效地、簡(jiǎn)單的進(jìn)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。
[0003]專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201310132565.0本發(fā)明公開(kāi)了一種基于哈希樹(shù)的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)操作可驗(yàn)證性方法，是由用戶USER、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心⑶C和第三方審計(jì)機(jī)構(gòu)TPA三部分通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接組成。USER作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)請(qǐng)求的提出一方，希望將自己擁有的數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的云存儲(chǔ)空間之中；USER既可以是個(gè)人用戶，也可以是企業(yè)用戶；CDC負(fù)責(zé)響應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)請(qǐng)求，按照一定的規(guī)則將用戶的數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)到自己龐大的數(shù)據(jù)中心，并對(duì)數(shù)據(jù)文件的管理維護(hù)負(fù)責(zé);TPA作為可靠的第三方審計(jì)機(jī)構(gòu)，受USER的委托對(duì)存儲(chǔ)在CDC數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行完整性和一致性的審查;本發(fā)明解決了云計(jì)算環(huán)境下對(duì)于用戶數(shù)據(jù)文件完整性和一致性的驗(yàn)證問(wèn)題。
[0004]專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201510101056.0本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的空間查詢完整性驗(yàn)證方法，該方法在已有的自適應(yīng)Hi Ibert曲線所生成的四分樹(shù)節(jié)點(diǎn)上，提出了支持查詢完整性驗(yàn)證的Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法，并提出了范圍查詢與KNN查詢的完整性驗(yàn)證方法，使得本發(fā)明所提供的完整性驗(yàn)證結(jié)果不存在誤報(bào)與漏報(bào)的情況，進(jìn)而使得服務(wù)提供者難以對(duì)用戶的查詢結(jié)果進(jìn)行惡意更改;本發(fā)明方法可以在空間數(shù)據(jù)外包的服務(wù)模式下，為用戶提供高效的驗(yàn)證結(jié)構(gòu)生成功能，以及準(zhǔn)確的范圍查詢與KNN查詢完整性驗(yàn)證功能，從而保證空間查詢服務(wù)的質(zhì)量。
[0005]現(xiàn)有的基于Merkle哈希樹(shù)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證專(zhuān)利，大多數(shù)都是對(duì)用戶存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及驗(yàn)證在云存儲(chǔ)狀態(tài)下當(dāng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在進(jìn)行移動(dòng)是否遭到損壞及完整性的檢驗(yàn)，并沒(méi)有當(dāng)用戶調(diào)用或租用相應(yīng)數(shù)據(jù)模型時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證及檢查是否調(diào)用了正確數(shù)據(jù)模型，同時(shí)在構(gòu)建哈希樹(shù)的時(shí)候，只簡(jiǎn)單的進(jìn)行了構(gòu)造，沒(méi)有考慮驗(yàn)證時(shí)效率問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)與方法，在租用相應(yīng)數(shù)據(jù)模型的過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證，檢查是否調(diào)用了正確數(shù)據(jù)模型，從而有效提高了調(diào)用的準(zhǔn)確性。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)，包括用戶單元、模型管理單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心；
所述的用戶單元包括登錄模塊、權(quán)限驗(yàn)證模塊和第一模型驗(yàn)證模塊;登錄模塊用于向用戶提供登錄接口；權(quán)限認(rèn)證模塊用于對(duì)登錄的用戶進(jìn)行權(quán)限判斷，識(shí)別當(dāng)前登錄的用戶是管理員還是租戶;第一模型驗(yàn)證模塊用于驗(yàn)證模型調(diào)用正確性；
所述的模型管理單元包括管理模塊和第二模型驗(yàn)證模塊;管理模塊用于在用戶為管理員時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的管理和上傳;第二模型驗(yàn)證模塊用于在用戶為租戶時(shí)將用戶提交的標(biāo)簽信息所覆蓋的所有數(shù)據(jù)塊傳輸給用戶，并接收用戶的驗(yàn)證信息以決定是否繼續(xù)調(diào)用數(shù)據(jù)模型；
進(jìn)一步地，管理模塊用于數(shù)據(jù)模型的增加，也能夠用于數(shù)據(jù)模型的刪除和修改。
[0008]所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊;數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于為上傳的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分塊，對(duì)數(shù)據(jù)塊分塊進(jìn)行哈?；?給每個(gè)數(shù)據(jù)塊一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息，對(duì)所有數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)并創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表;Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊用于根據(jù)標(biāo)簽信息構(gòu)建Merkle Hash Tree。
[0009]進(jìn)一步地，系統(tǒng)各部分通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0010]所述的模型管理單元還包括模型集成模塊，用于集成多種類(lèi)型的典型模型函數(shù)，形成這些模型函數(shù)的元數(shù)據(jù);得到相應(yīng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型;集成好的數(shù)據(jù)模型定期上傳給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，在用戶為管理員時(shí)，也可以由管理員進(jìn)行操作和上傳。
[0011]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心負(fù)責(zé)響應(yīng)存儲(chǔ)服務(wù)請(qǐng)求，按照一定的規(guī)則將模型庫(kù)中的模型存儲(chǔ)到其龐大的數(shù)據(jù)中心，并對(duì)這些數(shù)據(jù)模型進(jìn)行管理維護(hù)和負(fù)責(zé)。
[0012]所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。
[0013]一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證方法，包括以下步驟:
51.通過(guò)用戶單元進(jìn)行賬號(hào)和密碼登錄，用戶單元對(duì)登錄信息進(jìn)行認(rèn)證，判斷用戶性質(zhì):
(1)如果用戶性質(zhì)為管理員，跳轉(zhuǎn)至步驟S2;
(2)如果用戶性質(zhì)為租戶，跳轉(zhuǎn)至步驟S6;
52.管理員通過(guò)用戶單元控制模型管理單元向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心上傳數(shù)據(jù)模型，請(qǐng)求數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行存儲(chǔ)；
53.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將數(shù)據(jù)模型劃分成大小相同的若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行哈?；僮鞯玫剿袛?shù)據(jù)塊的摘要，并暫時(shí)存儲(chǔ)；同時(shí)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行簽名操作，每個(gè)數(shù)據(jù)塊得到一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息；
54.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)管理員上傳模型的摘要構(gòu)建MerkleHash Tree，計(jì)算模型的根節(jié)點(diǎn)摘要，并向用戶公開(kāi)其根節(jié)點(diǎn)的摘要；
55.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表，并向用戶公開(kāi)；
56.租戶通過(guò)模型管理單元進(jìn)行模型驗(yàn)證，并判斷驗(yàn)證是否成功:
(1)驗(yàn)證成功，調(diào)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型；
(2)驗(yàn)證不成功，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元。
[0014]步驟S3中所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。
[0015]所述的步驟S4包括以下子步驟:
541.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心通過(guò)標(biāo)簽信息中的模型類(lèi)型，對(duì)不同的模型類(lèi)別的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型類(lèi)別列表；
542.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)型不同ID的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，得到相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊；
543.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊，取出它們的位置存儲(chǔ)信息，進(jìn)行按序排列，將數(shù)據(jù)塊的摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造ID Merkle Hash Tree，并計(jì)算每個(gè)ID Merkle HashTree的根節(jié)點(diǎn)摘要值；
544.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將具有相同模型類(lèi)別的所有IDMerkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)按節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行排序，將ID Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造數(shù)據(jù)模型的MD MerkleHash Tree，并計(jì)算每個(gè)MD Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值；
545.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將所有類(lèi)別數(shù)據(jù)模型的MDMerkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行按序排列，將Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)造模型的MerkleHash Tree，并計(jì)算Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值。
[0016]所述的步驟S6包括以下子步驟:
561.用戶單元向模型管理單元提交相關(guān)數(shù)據(jù)模型的相關(guān)驗(yàn)證信息，即需要驗(yàn)證的數(shù)據(jù)模型所涉及數(shù)據(jù)塊的所有標(biāo)簽信息；
562.模型管理單元從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心獲取標(biāo)簽信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并將數(shù)據(jù)塊全部傳遞給用戶；
563.用戶生成需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的MerkleHash Tree并計(jì)算其根節(jié)點(diǎn)摘要；
進(jìn)一步地，用戶對(duì)構(gòu)建需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的Merkle Hash Tree并計(jì)算其根節(jié)點(diǎn)摘要的方式，與步驟S4中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)進(jìn)行Merkle Hash Tree構(gòu)建，根節(jié)點(diǎn)摘要的計(jì)算方式一致。
[0017]S64.用戶將自己計(jì)算的根節(jié)點(diǎn)摘要與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心公布的摘要相比較，判斷二者是否一致:
(1)根節(jié)點(diǎn)摘要一致，驗(yàn)證成功，用戶認(rèn)為模型管理單元調(diào)用了正確的數(shù)據(jù)模型，返回成功的信號(hào)給模型管理單元，允許繼續(xù)調(diào)用；
(2)根節(jié)點(diǎn)摘要不一致，驗(yàn)證失敗，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元；用戶認(rèn)為模型管理單元篡改了數(shù)據(jù)模型。
[0018]本申請(qǐng)中管理員可以通過(guò)模型管理單元放心的將模型傳輸給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，不用擔(dān)心在數(shù)據(jù)模型傳輸過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤，引起哈希值的錯(cuò)誤進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)驗(yàn)證信息錯(cuò)誤的問(wèn)題;方案實(shí)現(xiàn)了基于Merkle Hash Tree的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證，符合用戶租賃數(shù)據(jù)模型并進(jìn)行數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證的安全需求，并且提出了大數(shù)據(jù)應(yīng)用中數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證，使得直接讓用戶租賃相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型成為可能；同時(shí)，使用標(biāo)簽和分層次Merkle Hash Tree，使得方案允許對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心中單一模型或者某一種特定類(lèi)型模型進(jìn)行驗(yàn)證。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:利用標(biāo)記有數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)地理信息位置的標(biāo)簽，減少了在Merkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)值計(jì)算過(guò)程中由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心內(nèi)部通信所消耗的大量時(shí)間；對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行驗(yàn)證，方便了用戶在租賃數(shù)據(jù)模型時(shí)保證模型的正確性，防止用戶任意調(diào)用數(shù)據(jù)模型。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；
圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
圖3為為構(gòu)造ID Merkle Hash Tree，并計(jì)算根節(jié)點(diǎn)摘要的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0022]如圖1所示，:一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)，包括用戶單元、模型管理單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心；
所述的用戶單元包括登錄模塊、權(quán)限驗(yàn)證模塊和第一模型驗(yàn)證模塊;登錄模塊用于向用戶提供登錄接口；權(quán)限認(rèn)證模塊用于對(duì)登錄的用戶進(jìn)行權(quán)限判斷，識(shí)別當(dāng)前登錄的用戶是管理員還是租戶;第一模型驗(yàn)證模塊用于驗(yàn)證模型調(diào)用正確性；
所述的模型管理單元包括管理模塊和第二模型驗(yàn)證模塊;管理模塊用于在用戶為管理員時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的管理和上傳;第二模型驗(yàn)證模塊用于在用戶為租戶時(shí)將用戶提交的標(biāo)簽信息所覆蓋的所有數(shù)據(jù)塊傳輸給用戶，并接收用戶的驗(yàn)證信息以決定是否繼續(xù)調(diào)用數(shù)據(jù)模型；
進(jìn)一步地，管理模塊用于數(shù)據(jù)模型的增加，也能夠用于數(shù)據(jù)模型的刪除和修改。
[0023]所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊;數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于為上傳的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分塊，對(duì)數(shù)據(jù)塊分塊進(jìn)行哈希化;給每個(gè)數(shù)據(jù)塊一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息，對(duì)所有數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)并創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表;Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊用于根據(jù)標(biāo)簽信息構(gòu)建Merkle Hash Tree。
[0024]進(jìn)一步地，系統(tǒng)各部分通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0025]所述的模型管理單元還包括模型集成模塊，用于集成多種類(lèi)型的典型模型函數(shù)，形成這些模型函數(shù)的元數(shù)據(jù);得到相應(yīng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型;集成好的數(shù)據(jù)模型定期上傳給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，在用戶為管理員時(shí)，也可以由管理員進(jìn)行操作和上傳。
[0026]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心負(fù)責(zé)響應(yīng)存儲(chǔ)服務(wù)請(qǐng)求，按照一定的規(guī)則將模型庫(kù)中的模型存儲(chǔ)到其龐大的數(shù)據(jù)中心，并對(duì)這些數(shù)據(jù)模型進(jìn)行管理維護(hù)和負(fù)責(zé)。
[0027]所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。
[0028]如圖2所示，一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證方法，包括以下步驟:
51.通過(guò)用戶單元進(jìn)行賬號(hào)和密碼登錄，用戶單元對(duì)登錄信息進(jìn)行認(rèn)證，判斷用戶性質(zhì):
(1)如果用戶性質(zhì)為管理員，跳轉(zhuǎn)至步驟S2;
(2)如果用戶性質(zhì)為租戶，跳轉(zhuǎn)至步驟S6;
52.管理員通過(guò)用戶單元控制模型管理單元向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心上傳數(shù)據(jù)模型，請(qǐng)求數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行存儲(chǔ)；
53.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將數(shù)據(jù)模型劃分成大小相同的若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行哈希化操作得到所有數(shù)據(jù)塊的摘要，并暫時(shí)存儲(chǔ)；同時(shí)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行簽名操作，每個(gè)數(shù)據(jù)塊得到一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息；
54.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)管理員上傳模型的摘要構(gòu)建MerkleHash Tree，計(jì)算模型的根節(jié)點(diǎn)摘要，并向用戶公開(kāi)其根節(jié)點(diǎn)的摘要；
55.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表，并向用戶公開(kāi)；
56.租戶通過(guò)模型管理單元進(jìn)行模型驗(yàn)證，并判斷驗(yàn)證是否成功:
(1)驗(yàn)證成功，調(diào)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型；
(2)驗(yàn)證不成功，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元。
[0029]步驟S3中所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。
[0030]所述的步驟S4包括以下子步驟:
541.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心通過(guò)標(biāo)簽信息中的模型類(lèi)型，對(duì)不同的模型類(lèi)別的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型類(lèi)別列表；
542.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)型不同ID的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，得到相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊；
543.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊，取出它們的位置存儲(chǔ)信息，進(jìn)行按序排列，將數(shù)據(jù)塊的摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造ID Merkle Hash Tree，并計(jì)算每個(gè)ID Merkle HashTree的根節(jié)點(diǎn)摘要值；
544.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將具有相同模型類(lèi)別的所有IDMerkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)按節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行排序，將ID Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造數(shù)據(jù)模型的MD MerkleHash Tree，并計(jì)算每個(gè)MD Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值；
545.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將所有類(lèi)別數(shù)據(jù)模型的MDMerkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行按序排列，將Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)造模型的MerkleHash Tree，并計(jì)算Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值。
[0031]進(jìn)一步地，步驟S43中，需要計(jì)算每個(gè)ID Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值，如圖3所示，圖中Hash(.)表示哈希操作，‘ I ’表示對(duì)摘要的級(jí)聯(lián)操作；
假設(shè)在某一個(gè)模型類(lèi)別中，相同ID的數(shù)據(jù)塊只有4個(gè)X1，X2，X3和X4，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將經(jīng)過(guò)哈希操作Hash(.)得到四個(gè)數(shù)據(jù)塊摘要值h21，h22，h23和h24作為ID Merkle Hash Tree葉節(jié)點(diǎn)的值;ID Merkle Hash Tree中間節(jié)點(diǎn)的值為它的孩子節(jié)點(diǎn)的摘要值級(jí)聯(lián)的摘要；IDMerkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)值可以通過(guò)從葉子節(jié)點(diǎn)自底向上逐層計(jì)算摘要得到。
[0032]而MD Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要計(jì)算同理，只是葉子節(jié)點(diǎn)不同而已，將IDMerkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉節(jié)點(diǎn)，MD Merkle Hash Tree中間節(jié)點(diǎn)的值為它的孩子節(jié)點(diǎn)的摘要值級(jí)聯(lián)的摘要;MD Merkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)值可以通過(guò)從葉子節(jié)點(diǎn)自底向上逐層計(jì)算摘要得到。
[0033]Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要計(jì)算方式也一樣，只是葉子節(jié)點(diǎn)不同而已，將MDMerkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉子節(jié)點(diǎn)，Merkle Hash Tree中間節(jié)點(diǎn)的值為它的孩子節(jié)點(diǎn)的摘要值級(jí)聯(lián)的摘要;Merkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)值可以通過(guò)從葉子節(jié)點(diǎn)自底向上逐層計(jì)算摘要得到。
[0034]所述的步驟S6包括以下子步驟:
561.用戶單元向模型管理單元提交相關(guān)數(shù)據(jù)模型的相關(guān)驗(yàn)證信息，即需要驗(yàn)證的數(shù)據(jù)模型所涉及數(shù)據(jù)塊的所有標(biāo)簽信息；
562.模型管理單元從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心獲取標(biāo)簽信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并將數(shù)據(jù)塊全部傳遞給用戶；
563.用戶生成需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的MerkleHash Tree并計(jì)算其根節(jié)點(diǎn)摘要；
進(jìn)一步地，用戶對(duì)構(gòu)建需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的Merkle Hash Tree并計(jì)算其根節(jié)點(diǎn)摘要的方式，與步驟S4中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)進(jìn)行Merkle Hash Tree構(gòu)建，根節(jié)點(diǎn)摘要的計(jì)算方式一致。
[0035]S64.用戶將自己計(jì)算的根節(jié)點(diǎn)摘要與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心公布的摘要相比較，判斷二者是否一致:
(1)根節(jié)點(diǎn)摘要一致，驗(yàn)證成功，用戶認(rèn)為模型管理單元調(diào)用了正確的數(shù)據(jù)模型，返回成功的信號(hào)給模型管理單元，允許繼續(xù)調(diào)用；
(2)根節(jié)點(diǎn)摘要不一致，驗(yàn)證失敗，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元；用戶認(rèn)為模型管理單元篡改了數(shù)據(jù)模型。
[0036]本申請(qǐng)中管理員可以通過(guò)模型管理單元放心的將模型傳輸給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，不用擔(dān)心在數(shù)據(jù)模型傳輸過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤，引起哈希值的錯(cuò)誤進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)驗(yàn)證信息錯(cuò)誤的問(wèn)題;方案實(shí)現(xiàn)了基于Merkle Hash Tree的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證，符合用戶租賃數(shù)據(jù)模型并進(jìn)行數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證的安全需求，并且提出了大數(shù)據(jù)應(yīng)用中數(shù)據(jù)模型的驗(yàn)證，使得直接讓用戶租賃相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型成為可能；同時(shí)，使用標(biāo)簽和分層次Merkle Hash Tree，使得方案允許對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心中單一模型或者某一種特定類(lèi)型模型進(jìn)行驗(yàn)證。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于:包括用戶單元、模型管理單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心； 所述的用戶單元包括登錄模塊、權(quán)限驗(yàn)證模塊和第一模型驗(yàn)證模塊;登錄模塊用于向用戶提供登錄接口；權(quán)限認(rèn)證模塊用于對(duì)登錄的用戶進(jìn)行權(quán)限判斷，識(shí)別當(dāng)前登錄的用戶是管理員還是租戶;第一模型驗(yàn)證模塊用于驗(yàn)證模型調(diào)用正確性； 所述的模型管理單元包括管理模塊和第二模型驗(yàn)證模塊;管理模塊用于在用戶為管理員時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的管理和上傳;第二模型驗(yàn)證模塊用于在用戶為租戶時(shí)將用戶提交的標(biāo)簽信息所覆蓋的所有數(shù)據(jù)塊傳輸給用戶，并接收用戶的驗(yàn)證信息以決定是否繼續(xù)調(diào)用數(shù)據(jù)模型； 所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊;數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于為上傳的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分塊，對(duì)數(shù)據(jù)塊分塊進(jìn)行哈希化;給每個(gè)數(shù)據(jù)塊一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息，對(duì)所有數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)并創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表；Merkle樹(shù)構(gòu)造模塊用于根據(jù)標(biāo)簽信息構(gòu)建Merkle Hash Tree。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于:所述的模型管理單元還包括模型集成模塊，用于集成多種類(lèi)型的典型模型函數(shù)，形成這些模型函數(shù)的元數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型并定期上傳給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于:所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證方法，其特征在于:包括以下步驟: .51.通過(guò)用戶單元進(jìn)行賬號(hào)和密碼登錄，用戶單元對(duì)登錄信息進(jìn)行認(rèn)證，判斷用戶性質(zhì): (1)如果用戶性質(zhì)為管理員，跳轉(zhuǎn)至步驟S2; (2)如果用戶性質(zhì)為租戶，跳轉(zhuǎn)至步驟S6; .52.管理員通過(guò)用戶單元控制模型管理單元向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心上傳數(shù)據(jù)模型，請(qǐng)求數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行存儲(chǔ)；. 53.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將數(shù)據(jù)模型劃分成大小相同的若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，然后對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行哈?；僮鞯玫剿袛?shù)據(jù)塊的摘要，并暫時(shí)存儲(chǔ)；同時(shí)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行簽名操作，每個(gè)數(shù)據(jù)塊得到一個(gè)唯一識(shí)別的標(biāo)簽信息； .54.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)管理員上傳模型的摘要構(gòu)建MerkleHash Tree，計(jì)算模型的根節(jié)點(diǎn)摘要，并向用戶公開(kāi)其根節(jié)點(diǎn)的摘要； .55.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心根據(jù)創(chuàng)建一個(gè)包含全部數(shù)據(jù)塊標(biāo)簽信息的標(biāo)簽信息列表，并向用戶公開(kāi)； . 56.租戶通過(guò)模型管理單元進(jìn)行模型驗(yàn)證，并判斷驗(yàn)證是否成功: (1)驗(yàn)證成功，調(diào)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型； (2)驗(yàn)證不成功，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)的驗(yàn)證方法，其特征在于:步驟S3中所述的標(biāo)簽信息包括存儲(chǔ)位置標(biāo)記信息、模型ID標(biāo)記信息和模型類(lèi)型標(biāo)記信息。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)的驗(yàn)證方法，其特征在于:所述的步驟S4包括以下子步驟: .541.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心通過(guò)標(biāo)簽信息中的模型類(lèi)型，對(duì)不同的模型類(lèi)別的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型類(lèi)別列表； . 542.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)型不同ID的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行劃分，得到相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊； . 543.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心對(duì)相同類(lèi)別、相同ID的數(shù)據(jù)塊，取出它們的位置存儲(chǔ)信息，進(jìn)行按序排列，將數(shù)據(jù)塊的摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造ID Merkle Hash Tree，并計(jì)算每個(gè)ID Merkle HashTree的根節(jié)點(diǎn)摘要值； .544.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將具有相同模型類(lèi)別的所有IDMerkle Hash Tree根節(jié)點(diǎn)按節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行排序，將ID Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)造數(shù)據(jù)模型的MD MerkleHash Tree，并計(jì)算每個(gè)MD Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值； . 545.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心將所有類(lèi)別數(shù)據(jù)模型的MDMerkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行按序排列，將Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要作為葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)造模型的MerkleHash Tree，并計(jì)算Merkle Hash Tree的根節(jié)點(diǎn)摘要值。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Merkle樹(shù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證系統(tǒng)的驗(yàn)證方法，其特征在于:所述的步驟S6包括以下子步驟: .561.用戶單元向模型管理單元提交相關(guān)數(shù)據(jù)模型的相關(guān)驗(yàn)證信息，即需要驗(yàn)證的數(shù)據(jù)模型所涉及數(shù)據(jù)塊的所有標(biāo)簽信息；. 562.模型管理單元從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心獲取標(biāo)簽信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并將數(shù)據(jù)塊全部傳遞給用戶； . 563.用戶生成需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的MerkleHash Tree并計(jì)算其根節(jié)點(diǎn)摘要；. 564.用戶將自己計(jì)算的根節(jié)點(diǎn)摘要與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心公布的摘要相比較，判斷二者是否一致: (1)根節(jié)點(diǎn)摘要一致，驗(yàn)證成功，用戶認(rèn)為模型管理單元調(diào)用了正確的數(shù)據(jù)模型，返回成功的信號(hào)給模型管理單元，允許繼續(xù)調(diào)用； (2)根節(jié)點(diǎn)摘要不一致，驗(yàn)證失敗，返回驗(yàn)證失敗的信號(hào)給模型管理單元；用戶認(rèn)為模型管理單元篡改了數(shù)據(jù)模型。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK105868369SQ201610192741
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】王勇, 郝鵬飛, 陳炬光, 陳炳泉
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)