大數據信息安全的三維存儲加密方法

蔡璽+郭行+張智利+魏軍+吳天宇

摘要：為了解決當前存儲方法在應對大數據存儲時存在的安全問題，提出了基于三維改進加密的大數據信息存儲方法。該方法利用相位對重要信息進行提取，在大數據中心將提取到的信息重新構建成三維信息，然后對其采用隨機相位加密方法存儲，并通過聚類隱藏掉重要信息，實現對大數據的安全存儲。搭建實驗平臺對該方法進行性能對比驗證，證明了該方法在大數據信息存儲方面更加安全穩定。

【關鍵詞】大數據 三維存儲 隨機相位加密信息安全

1 引言

大數據云計算平臺的信息通常分布在多種類型的設備單元，通過上層應用將這些分散的數據信息進行協同集合，從而保證對外接口和訪問存儲功能，云平臺的發展，使得信息數據量出現指數型增長，導致了大數據而臨嚴重的信息安全問題，這也阻Jr了大數據的發展空問，因此受到專業人士的關注和研究。于是，在當前方法的研究基礎上，本文提出了大數據信息安全的三維存儲加密方法，該方法利用三維算法實現大數據信息的存儲，采用改進的隨機相位加密方法，提高了大數據重要信息的存儲安全性，并且易于實現，為大數據信息安全存儲提供了新的方法。

2 大數據信息加密存儲原理

在對大數據信息進行安全存儲時，通常需要針對存儲系統來進行密鑰的設計，以此完成系統中文件的加密工作，從而得到大數據信息的特征集合，然后根據閩值處理得到信息訪問結構，這樣便實現了大數據信息的加密存儲，保證大數據信息的存儲安全。

3 大數據信息加密算法

將大數據信息根據相位計算處理，構建出其三維信息，這些三維信息中保存了大數據的重要信息，構建公式為：

4 大數據信息安全存儲機制

三維云計算數據中心敏感信息安全存儲的原理，三維存儲是將存儲的敏感信息劃分為k個大小相同的敏感信息分片，然后經過三維存儲算法對這k個敏感信息分片進行編碼，編碼后的敏感信息分片用n表示，且編碼后的敏感信息分片與原始的敏感信息分片大小相同，但兩者之問不存在任何關聯，在編碼后的敏感信息分片中選取r個敏感信息分片，盡可以恢復到原始敏感數據的狀態，且n≥r≥k>l。用數學三維存儲編碼后的敏感信息可以表示為：

大數據信息的三維存儲，就是把數據分割成若干個數據碎片，然后對得到的碎片編碼，從碎片集合中篩選出一定的樣本碎片，通過其進行原始數據的還原。這里假定碎片總數為k，編碼碎片為n，進行還原的碎片樣本數為r，且它們存在關系n≥r≥k>l。在設定Y為編碼碎片，F為原本的大數據信息，G則代表了n×k的三維存儲矩陣。根據編碼碎片Y和存儲矩陣G，還原得到大數據信息，計算公式表示為：

F=Y'（G'）^-1

（6）

還原過程中，碎片總數和編碼碎片數可以根據系統動態改變，并且必須保證條件n≥r≥k>l的成立，否則無法完成還原工作。

綜上所述，大數據信息的三維存儲過程，首先完成信息的分割與編碼，然后通過加密，將編碼碎片處理成隱藏信息文件，最后把它們發送至具有三維關系且彼此不同的節點上進行存儲，如果系統接收到還原信息的指令后，再從隱藏信息中隨機篩選出一定數量的文件，解密后通過公式（6）進行還原即可。

5 仿真實驗

采用Ubuntul0.10作為仿真實驗的環境平臺，通過和當前存儲方法對比，對本文提出的大數據信息安全的三維存儲加密方法進行性能和可行性的多方而驗證。

5.1 大數據存儲安全性能驗證

圖1所示是本文提出的三維存儲加密方法與當前存儲方法在安全性上的實驗結果對比，對兩種方法分別進行了5次實驗，并且實驗條件一樣，根據圖中實驗結果，能夠清晰得到，提出的新方法在大數據信息存儲過程中，其安全性能始終平穩地維持在90%以上，而當前方法始終在80%以下，并且波動幅度明顯，本文提出的三維存儲加密方法顯著提高了大數據存儲的安全性能。

5.2 數據隱藏度對比

表1所示是基于本文提出的三維存儲加密方法與當前存儲方法在數據隱藏度上的實驗結果對比，實驗過程中，分別記錄了不同用戶數量時的隱藏度數據，根據表1數據對比，提出的三維存儲加密方法數據隱藏度更高，對于大數據信息的加密程度相對更高，也說明本文提出的新方法能夠有效提高大數據信息存儲的安全穩定性能。

6 結語

針對大數據信息存儲的安全問題，提出了基于三維改進加密的大數據信息存儲方法。該方法首先對信息進行分割編碼，然后通過加密，將編碼碎片處理成隱藏信息文件，最后把他們存儲在具有三維關系且彼此不同的節點。實驗結果證明了該方法在大數據信息存儲方而具有更加安全穩定的性能。

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