基于区块链的重复数据删除和数据完整性审计方案

来源：计算机应用杂志2025年第11期北京时间：

作者：高婷婷, 姚中原, 贾淼, 斯雪明, 谭焕明, 詹玉峰

单位：1.中原工学院 前沿信息技术研究院，郑州 450007；2.河南省区块链与数据共享国际联合实验室（中原工学院），郑州 450007；3.福建福链科技有限公司，福州 350108；4.北京理工大学 自动化学院，北京 100081

摘要：为解决当前云存储系统中的数据冗余和数据完整性保障问题，提出一种基于区块链的云存储数据去重与完整性审计方案。该方案结合重复数据删除技术与区块链分布式审计机制，在实现去重存储的同时，可确保数据的机密性和完整性。首先，利用消息锁定加密（MLE）方法为不同用户的相同数据生成相同的加密密文，对于重复数据的上传者，采用基于沃克尔树（VT）的所有权证明（PoW）机制进行所有权验证，从而实现安全的密文去重；其次，基于区块链不可篡改的特性，设计了一种高效的数据完整性审计机制，能够在不影响用户数据隐私的前提下进行透明的审计和验证，可抵御包括外部攻击者、云服务提供商（CSP）恶意行为及密钥管理风险在内的多种威胁；最后，通过功能性分析和密钥安全、抗合谋攻击等安全性分析，证明所提方案具有较高的安全性和实用性。性能分析结果表明，完整性验证时间与挑战块数成正比，当挑战块数为1 000时，完整性验证时间约为85 ms。实验分析结果表明，该方案能为云存储系统提供可靠的去重与数据完整性审计服务。

关键词：重复数据删除,数据完整性,区块链,消息锁定加密,数据隐私

基金资助：国家重点研发计划“区块链”专项(2022YFB2703200)