Question

我正在处理不受信任的外部存储，需要确保存储提供商不会隐藏查询中的任何记录。

示例：

我有两个可信实体TA和TB，这些实体应该能够改变存储在云/不可信存储中的数据，但没有其他人。所以我的解决方案我为TA和TB配备了Public-Keys，我有一个数据结构，可以与具有版本的表进行比较

 Ver | Data | Signature       | Signee
  4  |  ... | (AAAAAAAAA)_TA  | TA
  3  |  ... | (ZZZZZZZZZ)_TB  | TB
  2  |  ... | (YYYYYYYYY)_TA  | TA
  1  |  ... | (XXXXXXXXX)_TA  | TA

因此，当我从存储提供程序中检索此类表时，我可以轻松验证签名并检查签名是否正确，签名是否被允许更改表格。

但是，我还要检查记录的完整性。假设TA上传版本4，但TB只知道版本3之前的所有记录。现在，当TB查询时，存储提供商可能完全拒绝版本4。

由于TA和TB之间没有直接的旁道，因此无法更换当前版本。有没有办法规避这个？

我在考虑定期插入虚拟记录，至少要有一定的时间确定性。但是，这种方法缺乏可伸缩性，会导致大量存储和签名开销。我正在寻找的实际系统属性是什么（很难找到你不知道名字的研究）？

Answer 1

如果问题与记录完整性有关，我建议使用MAC（消息认证码）。在这种情况下，您应该使用对称密钥加密，并且它比加密签名（非对称）更有效。

我想到了两个方向：

您可以减少问题以记录完整性。如果您要验证特定的重要数据，则可以在存储中创建特定表，以便在每个可信实体更新每个重要变量时进行保存。重要数据可以是：记录数量（总数，新数据，根据某些类别），最新版本等。当某人进行影响重要数据的更改时，他会更新空间表中的相关记录，并在记录上签名 - 该记录还包含上次更新的日期。现在，为了防止不受信任的存储返回旧记录或此类事物，每个受信任方必须每隔一段时间（例如 - 一天）至少更新一次记录 - 记录可能不会更改（仅限于记录），标志将改变（现在标志在以后的日期）。当实体读取信息时，他可以验证数据是否真实，并且在最多前一天（在该示例中）是真实的。如果返回记录的日期早于一天，则不应考虑。您可以根据需要更改定期更新的频率。对于此选项，您也可以使用MAC而不是签名（以提高效率）。
您可以尝试其他策略：您无法验证每次更新的完整性，但如果它试图撒谎，您可以尝试捕获不受信任的存储！您可以通过安排更新和查询来完成此操作。

最后一件事 - 您写道：

由于TA和TB之间没有直接的辅助通道，所以没有办法交换当前版本。有没有办法规避这个？

我相信你的意思是沟通渠道。侧通道是另一回事。如果是我，我会创建这样的沟通渠道来解决问题。顺便说一下，与我描述的第一个选项类似，您可以创建这样一个频道：

创建一个来自不同实体的消息表，他们在这些消息中宣布他们所做的重要更改，并使用更改日期对其进行签名：

实体|变化|日期|签名（或MAC）

与第一个选项一样，每个实体必须在每个预定义的时间段内添加此类消息 - 并且您在实体之间拥有可信任的通信通道。

Answer 2

如果没有虚拟记录，此问题无法完全解决：

当当前版本为版本3“状态3”时，让我们调用状态，当前版本为版本4“状态4”时调用状态。无论你如何签署这些状态 - 只要攻击者告诉你“状态3是当前状态”（向你展示状态3期间的整个数据库），你就不知道这是真的还是状态同时存在4个。

因此，您必须定期签署“无更改”更新。您将无法避免签名开销，但您不必存储所有这些。你创建一个单独的“lastupdate”表：

 Signer | Last | Timestamp | Signature
  TA    |  4   | 2013-1... | (TA;4;2013-1...)_TA
  TB    |  3   | 2013-1... | (TB;3;2013-1...)_TB

意思是“Signer TA证实，截至2013-1 ......，我发送的最后一个版本是4”。如果存储提供商无法向所有签名者显示当前确认他们未发布新版本，则必须假设他隐藏了某些内容（或某些内容已损坏） - 无论哪种方式，数据都不是最新的）。任何新的签名声明都会替换该签名者中较旧的声明，因为它们现在无关紧要。

现在，如果你没有一个版本化的“东西”，但是它们中有很多，你不必每个“东西”都有一个这样的虚拟日志。例如，您可以通过签名者计算所有最新行的哈希（或哈希树）（例如“Thing A，Version 3 Thing B，Version 7. Thing C，Version 2”）然后只需将hash或lastupdate表中哈希树的根。

如果确实想要避免其他签名，并且有些内容会一直更新，则可以在您签名的版本记录的签名中包含哈希和时间戳 - 最新签名的记录这将是新鲜度的充分证明，如果它太旧，你仍然可以使用“lastupdate”表。这不值得复杂，恕我直言。

确保第三方存储的数据完整性和有效性

2 个答案: