專利名稱：：細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)安全
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
：使用單向Hash函數(shù)生成數(shù)據(jù)的數(shù)字摘要信息后存儲(chǔ)下來，通過重新生成待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字摘要信息，再與所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較可以檢查待驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)——如果數(shù)字摘要信息不完全相同，則數(shù)據(jù)已發(fā)生變化。上述數(shù)字摘要信息是具有固定長度的Hash數(shù)據(jù)。數(shù)字摘要信息的實(shí)際長度取決于完整性檢驗(yàn)中采用的單向Hash函數(shù)，該長度和Hash函數(shù)本身的安全性一起對(duì)完整性檢驗(yàn)問題的安全性產(chǎn)生影響。為方便描述，將Hash函數(shù)生成的一份Hash凄t據(jù)稱為一個(gè)Hash數(shù)據(jù)或一個(gè)Hash。在關(guān)心源數(shù)據(jù)是否具有完整性時(shí)，通過重新生成Hash數(shù)據(jù)并進(jìn)行比較，來驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。信息社會(huì)人們面對(duì)的往往是海量數(shù)據(jù)，大量的場合需要確認(rèn)數(shù)據(jù)(信息)的安全性。計(jì)算機(jī)取證領(lǐng)域典型的應(yīng)用是在進(jìn)行取證復(fù)制的過程中計(jì)算并存儲(chǔ)取證映像的數(shù)字摘要信息以實(shí)現(xiàn)證據(jù)固定，從而保證取證分析用的副本、最后的實(shí)際證據(jù)等的完整性。取證映像(完全復(fù)制件)的完整性如果只停留在整體是否可靠的層面，則偶然的數(shù)據(jù)變化就會(huì)影響全部數(shù)據(jù)的可用性，給數(shù)據(jù)的安全、證據(jù)的選用帶來災(zāi)難性的影響。所以，使用細(xì)粒度的數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)是計(jì)算機(jī)取證的必然需求，即我們需要分別判斷單個(gè)文件或小數(shù)據(jù)塊(以下統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)對(duì)象)是否具有完整性。依照傳統(tǒng)的方法，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象都需要單獨(dú)存儲(chǔ)一份固定長度的Hash數(shù)據(jù)。當(dāng)處理海量數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，細(xì)粒度完整性檢驗(yàn)面臨新問題——完整性檢驗(yàn)Hash數(shù)據(jù)也成了大規(guī)模數(shù)據(jù)，且Hash檢驗(yàn)數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性，無法使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)進(jìn)行壓縮，這將給完整性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸效率帶來較大的負(fù)面影響。例如一個(gè)512GB硬盤的扇區(qū)級(jí)MD5Hash值將需要16GB的存儲(chǔ)量，如果使用強(qiáng)度更高的SHA-256則需要32GB。VassilRoussev等人在文獻(xiàn)"md5bloom:ForensicFilesystemHashingRevisited，，(見期刊DigitalInvestigation,2006,vol.3(sl):82-90)中考慮衡量海量數(shù)據(jù)之間的相似性時(shí)意識(shí)到了Hash數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)量問題，引入Bloomfilter技術(shù)將若干數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash存儲(chǔ)到一起形成一個(gè)Hash包——Bloomfilter。該方法的Hash包不滿足原來單向Hash函數(shù)的安全性，即不具有抗碰撞性，即使兩個(gè)相同的Hash包對(duì)應(yīng)的原始翁:據(jù)也可能不同，所以不能用于完整性才全^r。由于人們過去沒有關(guān)注細(xì)粒度的大量、海量數(shù)據(jù)，按照傳統(tǒng)思路，數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn)有以下三種選擇一是忽略細(xì)粒度的完整性檢驗(yàn)的需求，仍使用單一Hash數(shù)據(jù)；二是對(duì)每份細(xì)粒度數(shù)據(jù)都生成獨(dú)立Hash數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)大規(guī)模的Hash數(shù)據(jù)；三是折衷使用某一中等規(guī)模的粒度，生成適量的Hash數(shù)據(jù)。第一、二種選擇會(huì)出現(xiàn)前面分析的問題，或者完整性檢驗(yàn)需求未得到滿足，或者Hash數(shù)據(jù)規(guī)模太大。第三種選擇只實(shí)現(xiàn)了比細(xì)粒度要大的中等粒度的完整性檢驗(yàn)，也沒有很好地滿足完整性檢驗(yàn)的需求。陳龍等在"一種細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法"(軟件學(xué)報(bào)，2009，Vol.20(4):卯2-909)論文中提出了細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)的思路，設(shè)計(jì)了準(zhǔn)確指示單個(gè)錯(cuò)誤的簡單方案，只能準(zhǔn)確指示單個(gè)錯(cuò)誤。陳龍等在"基于糾錯(cuò)碼的電子證據(jù)網(wǎng)絡(luò)化保全方法"(通信技術(shù)，2008,Vol.41(11):156-157，159)論文中討論了細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)的簡單情形，只能指示很少的幾個(gè)錯(cuò)誤。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，在保證細(xì)粒度完整性檢驗(yàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)Hash數(shù)據(jù)壓縮。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，包括如下步驟1)讀取源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象分別執(zhí)行如下步驟，分別獲得源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣11)將數(shù)據(jù)對(duì)象組織為至少一個(gè)數(shù)據(jù)方陣；12)對(duì)同一數(shù)據(jù)方陣中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，組成多個(gè)數(shù)據(jù)序列，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行單向Hash計(jì)算，獲得數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣，使每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與多個(gè)Hash數(shù)據(jù)運(yùn)算，每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象計(jì)算獲得；2)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比較結(jié)果判斷待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象是否相同。進(jìn)一步，所述步驟ll)具體包括如下步驟111)將數(shù)據(jù)對(duì)象分組，使每組包含n個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；112)尋找滿足n《q2的最小素?cái)?shù)或素?cái)?shù)冪q;113)將數(shù)據(jù)對(duì)象排列為q行q列的數(shù)據(jù)方陣；進(jìn)一步，步驟12)中，將同一數(shù)據(jù)方陣中的qZ個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，以使每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由q個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行單向Hash計(jì)算獲得，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與t+l次Hash計(jì)算，獲得q(t+l)個(gè)Hash數(shù)據(jù)組成的Hash數(shù)據(jù)矩陣；進(jìn)一步，所述q"個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合是通過對(duì)數(shù)據(jù)方陣的各列元素進(jìn)行不同速度的旋轉(zhuǎn)獲得的；進(jìn)一步，步驟12)具體包括如下步驟)根據(jù)用戶要求的準(zhǔn)確指錯(cuò)能力系數(shù)t，初始化q行(t+l)列的Hash數(shù)據(jù)矩陣；122)依次讀入每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象更新其對(duì)應(yīng)的t+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)，處理完所以數(shù)據(jù)對(duì)象后進(jìn)行必要Hash計(jì)算后續(xù)處理，獲得最終Hash數(shù)據(jù)矩陣，具體包括以下步驟1221)對(duì)于讀入的數(shù)據(jù)對(duì)象datau(03，j^i)，根據(jù)下式確定出需要更新的t+i個(gè)Hash數(shù)據(jù)、(M)""在步驟121)中所初始化的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的位置，其中(O^/St);<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中加法、乘法為有限域下的加、乘運(yùn)算；dataij表示第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；hi，,表示第ixq+j+1個(gè)Hash數(shù)據(jù)；"④"表示連接的數(shù)據(jù)對(duì)象都要參與同一個(gè)Hash數(shù)據(jù)的計(jì)算，緊鄰hi，,后的"="表示進(jìn)行單向Hash運(yùn)算；1222)讀出Hash矩陣中t+l個(gè)Hash作為初值，調(diào)用單向Hash函數(shù)，更新這t+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)；1223)判斷數(shù)據(jù)對(duì)象是否全部處理完畢，如果沒有，返回步驟1221)繼續(xù)執(zhí)行；如果所有數(shù)據(jù)對(duì)象均已處理，則進(jìn)行Hash計(jì)算后續(xù)處理，輸出最終Hash數(shù)據(jù)矩陣。進(jìn)一步，步驟2)具體包括如下步驟21)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，相同的標(biāo)記為X,不同的標(biāo)記為Y,得到比較矩陣S,所述X與Y為不相同的數(shù)值；22)搜索比較矩陣S中滿足Sj，G=Y和Sj，產(chǎn)Y的所有i、j值，將i、j值任意組合，對(duì)任一(1」)組合取/=2，3......,t,對(duì)每個(gè)/值，尋找出滿足k+(/-l)xj=i的k值；23)對(duì)每個(gè)(i,j)組合，若存在某個(gè)k,SkJ=X，則判定第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象相符，否則，判定該數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象不相符。進(jìn)一步，所述步驟23)中還包括指示出錯(cuò)的數(shù)據(jù)對(duì)象并輸出的步驟。本發(fā)明的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，在低錯(cuò)誤率的條件下對(duì)所有數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行交叉組合，使一個(gè)Hash監(jiān)督若干數(shù)據(jù)對(duì)象，一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象被若干個(gè)Hash監(jiān)督，在保證細(xì)粒度完整性檢驗(yàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)Hash數(shù)據(jù)壓縮，從而提供一種具有高壓縮率的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方案，利用較少的完整性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)~~Hash數(shù)據(jù)指示較多數(shù)據(jù)對(duì)象的完整性，可根據(jù)用戶需求達(dá)到合適的壓縮程度，在設(shè)定范圍內(nèi)準(zhǔn)確指示錯(cuò)誤數(shù)(不滿足完整性的數(shù)據(jù)對(duì)象稱為出錯(cuò))，在超出范圍的情況下最大程度保證檢驗(yàn)效果，節(jié)省Hash數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間和傳輸Hash數(shù)據(jù)需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬，細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)可以對(duì)少數(shù)錯(cuò)誤進(jìn)行隔離，減輕因偶然錯(cuò)誤或少量篡改而導(dǎo)致整體數(shù)據(jù)失效的災(zāi)難性影響,同時(shí)，具有較高壓縮率和較低錯(cuò)誤放大率，本發(fā)明可用于計(jì)算機(jī)取證中取證映像的完整性指示；適用于數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)部門、司法部門對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和獲取時(shí)的海量數(shù)據(jù)、電子數(shù)據(jù)證據(jù)、計(jì)算機(jī)證據(jù)的完整性檢驗(yàn)；也適用于其他需要實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度完整性檢驗(yàn)的場合。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1示出了細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法原理示意圖；圖2示出了獲得源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣的流程示意圖3示出了源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣比對(duì)流程示意圖。具體實(shí)施例方式以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。參見圖1,細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，包括如下步驟1)讀取源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象分別執(zhí)行如下步驟，分別獲得源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢^r數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣，具體步驟參見圖2:11)將數(shù)據(jù)對(duì)象組織為至少一個(gè)數(shù)據(jù)方陣，具體包括如下步驟111)由于處理能力的限制，海量數(shù)據(jù)(如取證映像)可能無法一次處理完畢，因此，可根據(jù)用戶需求的粒度，將海量數(shù)據(jù)分組，令每組包含"個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；例如，取證映像是一個(gè)512GB的硬盤，用戶需要的粒度是扇區(qū)級(jí)，即512字節(jié)，則數(shù)據(jù)對(duì)象總個(gè)數(shù)為512GB/512B=23G。如此大量的數(shù)據(jù)對(duì)象無法一次處理完畢，可以進(jìn)行分組，如取"=4096,即每組4096個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；或者，取證映像是一個(gè)文件目錄，目錄下共有300個(gè)文件，用戶需要的粒度是文件級(jí)別。如果要一次處理完所有文件，則"=300/1=300;如果分兩次處理，則"=300/2=150。112)尋找滿足n《q2的最小素?cái)?shù)或素?cái)?shù)冪q，選擇素?cái)?shù)或素?cái)?shù)冪可支持最多的不同組合方式，最多可達(dá)q+l種；例如，n=4096,合適的《即為64;"=300，合適的《即為19。w個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象可以看做是《行《列數(shù)據(jù)方陣的元素，每個(gè)對(duì)象可以用位置坐標(biāo)向量々V〉唯一確定；113)將每組數(shù)據(jù)對(duì)象排列為q行q列的數(shù)據(jù)方陣；12)將同一數(shù)據(jù)方陣中的qS個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，以使每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由q個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行單向Hash計(jì)算獲得，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與t+1次Hash計(jì)算，獲得q(t+l)個(gè)Hash數(shù)據(jù)組成的Hash數(shù)據(jù)矩陣；t為用戶要求的準(zhǔn)確指錯(cuò)能力系數(shù)，和實(shí)際可準(zhǔn)確指示的數(shù)據(jù)對(duì)象個(gè)數(shù)相同，由用戶根據(jù)實(shí)際需要確定，在Hash壓縮效果和指示錯(cuò)誤兩種能力之間取得平衡，t取小于q的自然數(shù)，t越大，則表示準(zhǔn)確指錯(cuò)能力越強(qiáng)，但Hash數(shù)據(jù)壓縮度越??；采用復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)原理確定數(shù)據(jù)對(duì)象交叉組合，即對(duì)數(shù)據(jù)方陣的不同列做不同速度的旋轉(zhuǎn)，然后按行組合；具體包括如下步驟121)根據(jù)用戶要求的準(zhǔn)確指錯(cuò)能力系數(shù)t,初始化q行(t+l)列的Hash數(shù)據(jù)矩陣；122)依次讀入每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象更新其對(duì)應(yīng)的t+1個(gè)Hash數(shù)據(jù)，獲得Hash數(shù)據(jù)矩陣。為了減少磁盤等外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，本實(shí)施例采用每讀入一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，并發(fā)Hash計(jì)算其對(duì)應(yīng)的t+1個(gè)Hash數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)只輸入一次，節(jié)約數(shù)據(jù)輸入時(shí)間，具體包括以下步驟1221)對(duì)于讀入的數(shù)據(jù)對(duì)象dataij(OSi，jSq),根據(jù)下式確定出需要更新的t+1個(gè)Hash數(shù)據(jù)、","在步驟121)中所初始化的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的位置，其中(O^/St);<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>式中加法、乘法為有限域下的加、乘運(yùn)算；dataj,j表示第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；h^表示第ixq+j+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)；"④"表示連接的數(shù)據(jù)對(duì)象都要參與同一個(gè)Hash數(shù)據(jù)的計(jì)算，緊鄰hi」后的"-，，表示進(jìn)行單向Hash運(yùn)算；1222)讀出Hash矩陣中t+1個(gè)Hash作為初值，調(diào)用單向Hash函數(shù)，更新這t+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)；1223)判斷數(shù)據(jù)對(duì)象是否全部處理完畢，如果沒有，返回步驟1221)繼續(xù)執(zhí)行；如果所有數(shù)據(jù)對(duì)象均已處理，則進(jìn)行Hash計(jì)算后續(xù)處理，輸出最終Hash數(shù)據(jù)矩陣；下面以實(shí)例詳細(xì)"i兌明Hash數(shù)據(jù)矩陣的生成，以《=5、戶3為例數(shù)據(jù)方陣DATA5x5中共有25個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象用其下標(biāo)來標(biāo)注，這25個(gè)元素可以用序號(hào)值num來表示，num從l取到25,它與坐標(biāo)<^>的對(duì)應(yīng)關(guān)系為num=/x《+j'+l。DATA5x5可表示為下表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>《=5,戶3，按照式(1)的規(guī)則可知，會(huì)生成如下的《0+1)=20個(gè)Hash數(shù)據(jù)，而Hash數(shù)據(jù)矩陣Hsx4的每個(gè)元素~就是對(duì)(1)式確定的5個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行單向Hash計(jì)算得到的。(1，12，23，9，20)—④(6,17，3,14，25)即，22，8，19，5)斷16，2'3，24,10)(21，7，18,4，15)其中，@表示對(duì)5個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象組成的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行單向Hash運(yùn)算。2)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比較結(jié)果判斷待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象是否相同，參見圖3，具體包括如下步驟21)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，相同的標(biāo)記為X，不同的標(biāo)記為Y，得到比較矩陣S，所述X與Y為不相同的數(shù)值；(1，6,11,16,21)(2,7,12,17,22)(3,8,13,18,23)(4，9，14，19，24)(5,10，15，20，25)(1，2,3，4，5)(6，7，8,9,10)(11,12,13,14,15)0(16，17,18，19，20)①(21,22，23，24,25)(1，7,13,19,25)(6,12,18，24,5)(11,17,23,4，10)@(16，22,3,9，15)(21，2，8,14，20)22)搜索比較矩陣S中滿足Sj,o-Y和su=Y的所有i、j值，將i、j值任意組合，對(duì)任一(^)組合取/=2,3，......,t,對(duì)每個(gè)/值，尋找出滿足k+01)xj—的k值；23)對(duì)每個(gè)(i,j)組合，若存在某個(gè)k,Sk>l=X,則判定第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象相符，否則，判定該數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象不相符；指示出錯(cuò)的數(shù)據(jù)對(duì)象的塊號(hào)并輸出。下面以實(shí)例詳細(xì)說明完整性Hash數(shù)據(jù)比較、待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性判定的過程，以MD5函數(shù)作為單向Hash函數(shù)，以《=5,戶2為例；對(duì)包括25個(gè)文件的源數(shù)據(jù)對(duì)象，以一個(gè)文件為粒度級(jí)別，計(jì)算如下的Hash數(shù)據(jù)矩陣，其中每個(gè)元素都是32位的數(shù)字摘要信息—ccc6ac55c86843fd0535baa23bb869fb06b3adcbb52bcb2b54e5c3d66f73c3c789b7d>3d7d634400caa732efe957i93—4d7b0fc4596f0d6cd9f55f5c6c4b9a6562fb2007fll她9bdb75648G2lf4f7aa8c57dbdbca781300ac4clf50鄰617ad9fcad052bab90el7bb937dd755acfef]dd8beec8d7b3822c77bb035ca847b82ec9d5fU308。d872a821cO4e59e0019c0b38b9acla3b42455894d0592c72281219bl5298e297cb2797c29c02bbb2ae6bffi4365b0656bfe23cO4a86e0bfla9bff-03e8aD0a6445022890eb36eld729c81y304ce23fc794661eda6ft9b5M600dc6a7015c7513d3eeacb428959e61f0d255—對(duì)待4企驗(yàn)完整性的數(shù)據(jù)對(duì)象(其中2個(gè)文件與源文件不同)計(jì)算Hash數(shù)據(jù)矩陣如下所示-cco6ac55c86843fd0535baa23bb869fbp84365b0656bfe23c04a86e0b脇ff7粉b7eb3d7d634400caa732e鵬7f93—304ce23fc794661eda6ft9b5M600dc619bl5298e297cb2797c29c02bbb2ae6ba8c57dbdbca781300ac4clf5098617ad9fcad052bab90el7to937dd755acfefldd8beec8d7b3822c77bb035caM7b82ec9d5fl308Gd872a821c04e59e0019cU3pa09bco2l63lwpt245rgph35872bs19bl5298e297cb2797c29c02bbb2ae6b0b38b9acla3b42455894d0592c722811-03e8a00a6445022890d336eld729c81y304ce23fc794661eda6fb9b5b4600dc6^6f4v\637m7wl89w2h689r3g67gq359—調(diào)用字符串比較函數(shù)來對(duì)比兩個(gè)矩陣的相應(yīng)元素，相同的標(biāo)識(shí)為0,不同的標(biāo)識(shí)為1，得到比較矩陣S如下所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>搜索滿足條件力,。=1和&=1的所有(/，力組合，有4個(gè)(O，l)、(0,3)、(U)、(1,3)。對(duì)(O,l)、(0,3)、(1,1)、(1，3)分別取/=2,求出滿足^+(/-1聲,/的A:為4、2、0、3,判斷&，2=1，&,2=0，化，2=0,化2=1，說明(/力取(0，l)和(l，3)時(shí)，第/x灼.+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象出錯(cuò)，即第2個(gè)和第9個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象出錯(cuò)。本發(fā)明可按照用戶的需求來自由設(shè)定數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)際粒度，例如，具體數(shù)據(jù)對(duì)象既可以是一系列物理扇區(qū)數(shù)據(jù)塊，也可以是目錄中的多個(gè)具體文件。本發(fā)明可以按照用戶的需求來設(shè)定準(zhǔn)確指示錯(cuò)誤數(shù)量的準(zhǔn)確指錯(cuò)能力系數(shù)f和Hash數(shù)據(jù)壓縮的程度。本完整性檢驗(yàn)方法具有模塊化的監(jiān)督Hash結(jié)構(gòu)，每增加一列Hash即可以多指示一個(gè)錯(cuò)，而Hash數(shù)據(jù)出錯(cuò)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的完整性判斷影響很小。在指示錯(cuò)誤的能力范圍內(nèi)能正確檢驗(yàn)出多個(gè)錯(cuò)誤，在超出該范圍時(shí)，大部分情況下也可以準(zhǔn)確指示出具體的出錯(cuò)對(duì)象，并且不會(huì)將出錯(cuò)對(duì)象判定為正確的對(duì)象，符合完整性檢驗(yàn)的要求。本發(fā)明采用少于細(xì)粒度數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)目的Hash數(shù)據(jù)，且各組Hash可以均勻監(jiān)督固定塊數(shù)據(jù)，交叉監(jiān)督所有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)對(duì)象參與Hash計(jì)算的次數(shù)相同、分布均勻，同時(shí)，本發(fā)明能準(zhǔn)確指示一定數(shù)量的出錯(cuò)數(shù)據(jù)對(duì)象從而可對(duì)其進(jìn)行隔離；本發(fā)明可以減小因偶然的錯(cuò)誤或少數(shù)的篡改而造成整體數(shù)據(jù)失效的災(zāi)難性影響，可以有效壓縮海量Hash數(shù)據(jù)，節(jié)省完整性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間和傳輸時(shí)的網(wǎng)絡(luò)帶寬?？捎糜谟?jì)算機(jī)取證中取證映像的完整性指示；適用于數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)部門、司法部門對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和獲取時(shí)的海量數(shù)據(jù)、電子數(shù)據(jù)證據(jù)、計(jì)算機(jī)證據(jù)的完整性檢驗(yàn)；也適用于其他需要實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度完整性檢驗(yàn)的場合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用本發(fā)明中的交叉檢驗(yàn)關(guān)系而使用不同的系統(tǒng)參數(shù)、選擇合適的不同Hash函數(shù)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行應(yīng)用r不脫離本發(fā)明的精神和范圍。權(quán)利要求1.細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟1)讀取源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象分別執(zhí)行如下步驟，分別獲得源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣11)將數(shù)據(jù)對(duì)象組織為至少一個(gè)數(shù)據(jù)方陣；12)對(duì)同一數(shù)據(jù)方陣中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，組成多個(gè)數(shù)據(jù)序列，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行單向Hash計(jì)算，獲得數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣，使每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與多個(gè)Hash數(shù)據(jù)運(yùn)算，每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象計(jì)算獲得；2)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比較結(jié)果判斷待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象是否相同。2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于所述步驟11)具體包括如下步驟111)將數(shù)據(jù)對(duì)象分組，使每組包含n個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；112)尋找滿足r^q2的最小素^t或素?cái)?shù)冪q;113)將數(shù)據(jù)對(duì)象排列為q行q列的數(shù)據(jù)方陣。3.如權(quán)利要求2所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于步驟12)中，將同一數(shù)據(jù)方陣中的q"個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，以使每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由q個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行單向Hash計(jì)算獲得，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與t+l次Hash計(jì)算，獲得q(t+l)個(gè)Hash數(shù)據(jù)組成的Hash數(shù)據(jù)矩陣。4.如權(quán)利要求3所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性4企驗(yàn)方法，其特征在于所述q2轉(zhuǎn)獲得的。5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于步驟12)具體包括如下步驟121)根據(jù)用戶要求的準(zhǔn)確指錯(cuò)能力系數(shù)t，依據(jù)Hash函數(shù)初始化q行(t+l)列的Hash數(shù)據(jù)矩陣；122)依次讀入每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象更新其對(duì)應(yīng)的t+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)，處理完所有數(shù)據(jù)對(duì)象后進(jìn)行必要Hash計(jì)算后續(xù)處理，獲得最終Hash數(shù)據(jù)矩陣，具體包括以下步驟1221)對(duì)于讀入的數(shù)據(jù)對(duì)象datau(0^,j^q)，根據(jù)下式確定出需要更新的t+l個(gè)Hash數(shù)據(jù)A-"-'x"在步驟121)中所初始化的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的位置，其中(0S/3);④■5=0④、4=0式中加法、乘法為有限域下的加、乘運(yùn)算；data^表示第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象；hw表示第ixq+j+1個(gè)Hash數(shù)據(jù)；"《"表示連接的數(shù)據(jù)對(duì)象都要參與同一個(gè)Hash數(shù)據(jù)的計(jì)算，緊鄰hu后的"="表示進(jìn)行單向Hash運(yùn)算；1222)讀出Hash矩陣中t+l個(gè)Hash作為初值，調(diào)用單向Hash函數(shù)子模塊，更新這t+l個(gè)Hashl丈據(jù)；1223)判斷數(shù)據(jù)對(duì)象是否全部處理完畢，如果沒有，返回步驟1221)繼續(xù)執(zhí)行；如果所有數(shù)據(jù)對(duì)象均已處理，則進(jìn)行Hash計(jì)算后續(xù)處理，輸出最終Hash數(shù)據(jù)矩陣。6.如權(quán)利要求5所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于步驟2)具體包括如下步驟21)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，相同的標(biāo)記為X，不同的標(biāo)記為Y，得到比較矩陣S，所述X與Y為不相同的數(shù)值；22)搜索比較矩陣S中滿足Sj，0=Y和Sj，產(chǎn)Y的所有i、j值，將i、j值任意組合，對(duì)任一(i，j)組合取Z-2,3，......,t，對(duì)每個(gè)/值，尋找出滿足1^+(/-1^〗=1的k值；23)對(duì)每個(gè)(i,j)組合，若存在某個(gè)k,Sk，廣X,則判定第ixq+j+l個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象相符，否則，判定該數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象不相符。7.如權(quán)利要求6所述的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，其特征在于所述步驟23)中還包括指示出錯(cuò)的數(shù)據(jù)對(duì)象并輸出的步驟。全文摘要本發(fā)明提供一種具有較高壓縮率、較低錯(cuò)誤放大率的細(xì)粒度數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方法，包括如下步驟1)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象分別執(zhí)行如下步驟，分別獲得源數(shù)據(jù)對(duì)象和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣11)將數(shù)據(jù)對(duì)象組織為至少一個(gè)數(shù)據(jù)方陣；12)對(duì)同一數(shù)據(jù)方陣中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行重復(fù)交叉組合，組成多個(gè)數(shù)據(jù)序列，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行單向Hash計(jì)算，獲得數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣，使每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象參與多個(gè)Hash數(shù)據(jù)運(yùn)算，每個(gè)Hash數(shù)據(jù)由多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象計(jì)算獲得；2)對(duì)源數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣和待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的Hash數(shù)據(jù)矩陣中的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比較結(jié)果判斷待檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象與源數(shù)據(jù)對(duì)象是否相同。文檔編號(hào)G06F21/00GK101582106SQ20091010414公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月19日優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日發(fā)明者方新蕾,王國胤,龍陳申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)