求并发送给验证服务器，所述完整性验证请求 包括云用户ID、公钥Qid、云服务器标识符、待验证文件标识符；
[0023] 步骤S2 ;验证服务器验证收到步骤S1发送的完整性验证请求的有效性，若无效， 则拒绝请求；否则提取完整性验证请求中的云用户ID、云服务器标识符、待验证文件标识 符，生成挑战值chal并发送给对应云服务器；
[0024] 步骤S3 ;收到挑战值chal的云服务器生成响应值并发送给验证服务器；
[0025] 步骤S4;验证服务器基于发送的挑战值chal和接收的响应值、用户的公钥验证响 应值的有效性；
[0026] 步骤S5 ;验证服务器根据步骤S4的验证结果发送完整性验证报告；若验证成功， 则发送完整性验证成功；否则，发送完整性验证失败。
[0027] 本发明在实现高效的数据完整性保护和安全性保证的基础上，消除了证书的管 理，无需在每次验证数据完整性时先验证云用户公钥的有效性，简化了系统的复杂性。
[002引进一步的，为了减少直接零知识证明技术的交互次数和计算量，本发明采用可聚 合的基于签名的广播实现零知识的隐私保护，即在步骤S2中，通过下列步骤生成挑战值 chal；
[0029] 验证服务器随机选择集合I= (1，…，c}，其中c《n，对任意的一个iGI，选 择一个随机元素选择随机数/7G并计算承诺值Z=e化i(ID)，Ppub)，其中e为 GiXGi-G2的双线性映射，G2为q阶乘法循环群，H1为从0和1组成的比特序列集映射到q阶乘法循环群Gi的抗碰撞哈希函数，ID表示云用户的身份ID,主公钥Ppub=g°，系统预设 参数g为q阶乘法循环群Gi的生成元，主密钥aEr.
[0030] 计算签名广播值Cl二gp，C2二rp，C3二Zp;
[0031] 生成证明口争；口：['二口01({(咨，2,01，03):10咨扔二10咨斯}，其中口01(为知识证明协议；
[003引选择一个随机消息m计算签名广播值= /" ? ^.,(n叫^:(..細II ，其中随 机消息me{0,1} \ {0，ir表示由0和1组成的长度为A(A为系统预设值）的比特序 列集，即随机消息m与哈希函数&的输出长度一致，H2为从0和1组成的比特序列集映射 到q阶乘法循环群Gi的抗碰撞哈希函数，H3为q阶乘法循环群G2映射到{0,1} \的抗碰撞 哈希函数，化ame表示待验证文件的文件名；
[003引生成挑战值chal= (C。C3,C4,Q,pf)，其中Q表示挑战集合Q= {(i,Vi)};
[0034] 在步骤S3中，云服务器生成响应值为；基于零知识证明检查证明pf是否 有效，若无，则中止并返回0;否则，基于文件块、数据块标签、挑战值chal根据公式 所.. = (.4货(.1).计算响应值m'，其中文件块聚合y=ZieiViivnii表示待验证 文件的各数据块；标签聚合C=n,d巧''，其中巧=?V'"'II/')"。
[0035] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0036] (1)云用户在存储数据时，私钥由KGC服务器生成，显著减少了建立和管理PKI系 统的成本，降低了系统的复杂性。
[0037] (2)基于身份的完整性验证：本发明在实现高效的数据完整性保护和安全性保证 的基础上，消除了证书的管理，无需在每次验证数据完整性时先验证云用户公钥的有效性， 简化了系统的复杂性。
[003引 （3)零知识的隐私保护；本发采用可聚合的基于签名的广播实现了零知识的隐私 保护，且相比利用直接零知识证明技术实现零知识隐私保护的方案，交互的轮数少，计算量 小，通信开销低；并且，由于对应生成的响应值仅仅为一个元素，使得响应值传输的带宽消 耗低。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明【具体实施方式】的数据存储与完整性验证过程示意图；
[0040] 图2是本发明具体实施方法的云数据存储过程示意图；
[0041] 图3是本发明【具体实施方式】的完整性验证过程示意图。
【具体实施方式】
[0042] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发 明作进一步地详细描述。
[0043] 本发明是W基于身份的公钥密码学理论为基础，提出一种云计算中基于身份的数 据存储与完整性验证方法，应用于高安全性要求的云存储环境。云用户利用KGC服务器生 成的私钥来计算待上传文件的数据块标签，用W保证数据的完整性，当云用户想要验证云 数据完整性时，验证服务器利用挑战响应方法来验证云服务器中的数据，为了实现高效的 远程数据验证机制和零知识的隐私保护，本发明采用可聚合的基于签名广播来生成挑战信 息、响应值。
[0044]参照图1，本发明的具体实现如下：
[0045] 步骤S100.系统参数的初始化：
[0046] 在本【具体实施方式】中，选择KGC服务器执行系统的参数初始化，当然，也可W是服 务器、验证服务器等，本发明不作限定。
[0047] 步骤S101 ;KGC服务器选择一个安全参数1 (为了保障系统的安全性，安全参数1 最好设置为不低于16化it长的大素数），基于安全参数1选择两个W素数q为阶的乘法循 环群Gi和〇2,选择随机数g作为群Gi的一个生成元，e;GiXGi- 〇2是一个双线性映射。选 择一个随机数《eZ,;作为主密钥，其中Z;为模q的乘法循环换群乘法循环群，计算主公钥 Ppub=g°。Hi、&和H3是；个抗碰撞的哈希版sh)函数，其中H1、&为从0和1组成的比 特序列集映射到Gi，即{0,ir一Gi;H3为G2映射到由0和1组成的长度为A(为了保障系 统的安全性，A通常设置为不低于160的整数）比特序列集，即G2 - {0,1} \
[0048] 步骤S102;KGC公开系统参数咕，G2,e，g，Ppub，&，&，U。
[0049] 步骤S200.数据存储，云用户将数据上传至云服务器，参照图2,具体步骤为： [0化日]步骤S201 ;云用户（云用户端）向KGC服务器申请密钥。云用户生成密钥申请请 求并发送至密钥生成中屯、KGC服务器，所述密钥申请请求包含基于云用户的身份ID生成的 公钥QidW及身份证明，KGC服务器在收到密钥申请请求后，选择一个主密钥a，再根据收到 的公钥Qid，为云用户生成私钥S:
[CK)5U步骤S201-a;云用户根据公式Qid=H1(ID)计算公钥Qid，其中ID表示云用户的身 份ID，基于公钥Qid生成密钥申请请求并发送至KGC服务器，该密钥申请请求中携带云用户 的身份证明；
[0化引步骤S201-b:KGC服务器收密钥申请请求后，审核其中的身份证明，若通过，则选 择一个主密钥《e ，基于公钥Qid计算云用户的私钥S，使得S=H1(IDr，并将私钥S通 过安全信道发送给云用户。
[0化3] 步骤S202 ;云用户上传数据至云服务器。云用户对待上传文件进行数据预处理， 即为待上传文件设置文件名，并将该待上传文件进行数据分块，为每一个数据块计算一个 标签值，最后将数据和标签一起上传至云服务器，同时删除本地文件。参照图2,本过程的具 体实现如下：
[0化4] 步骤S202-a;云用户为待上传文件M设置一个文件名化ame;
[0055] 步骤S202-b;云用户将文件M分成n个数据块，得到数据块咕}1<1《。；
[0056] 步骤S2〇3-c;云用户计算文件标签T= (r，0山选择一个随机数"€马，根 据公式r=g"得到参数r并在本地保存，再根据公式巧II0"计算得到各数据 块标签01，从而得到文件标签得T= (r，0。…，0。)。最后将文件和标签化M)上传至云 服务器，同时本地删除数据（文件和对应标签）；
[0057]步骤S203-d;云服务器在接收到文件和标签订，M)后，将其存储在存储介质中。 [0化引步骤S300.完整性验证，验证服务器与云服务器的交互过程：
[0化9] 云用户生成完整性验证请求并发送给验证服务器，验证服务器根据收到的完整性 验证请求，生成一个挑战值发送给对应云服务器，云服务器收到挑战值后根据挑战值和保 存的文件内容、标签信息等计算响应值并发送给验证服务器，然后验证服务器验证响应值 的有效性，进而确定云用户的文件是否完整地保存在云服务器上，最后生成完整性验证报 告发送给云用户。参照图3,本过程的具体实现如下：
[0060] 步骤S301 ;云用户生成完整性验证请求requ=req|Isi即,(req)并发送给验证 服务器，请求验证云服务器中数据的完整性，其中req=ID||M|IServerliTime(或req= ID||QidIIm|IServerliTime，若不直接携带公钥Qid，则在后续步骤中需要用到公钥Qid时，基 于ID计算得到Qid)，ID表示云用户的身份ID，M表示