CN105356997B - 基于公共云的安全的分布数据管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于公共云的安全的分布数据管理方法，包括下述步骤：假设有m个公共云空间，提取本地计算机上的存储目录结构，加密目录下所有文件，每个加密文件切分为m块，密钥秘密共享分成m块，文件及密钥分块分送到m个公共云空间，目录树秘密共享到这m个公共云空间。在搜索特定文件及下载文件时，首先从任意n(n＜m)个公共云空间取回并恢复目录树，在目录树中搜索文件，然后根据搜索结果继续从这n个公共云空间取回子文件块和子密钥块，合并文件块，同时恢复密钥，最后利用对文件进行解密得到原文件。通过本发明的技术方案，任意不足n个公共云空间的数据信息不足以恢复原文件，提高了数据信息安全性，降低用户数据信息泄露风险。

Description

基于公共云的安全的分布数据管理方法

技术领域

本发明涉及数据的公共云空间存储技术，特别涉及一种基于公共云的安全的分布数据管理方法。

背景技术

随着云计算技术的不断成熟，云存储为用户的文件存储提供了近乎无限的存储容量，提供不同设备之间的自动同步功能，同时为不同用户之间提供了数据共享渠道。市面上云产品越来越多，用户逐渐转移大量到云公共云中。

然而，云存储技术给用户带来快捷和便利的同时，隐私泄漏等数据安全问题也随之而来。例如，2014年9月，外国黑客疑用苹果公司的iCould云盘***的漏洞，造成了好莱坞艳照门事件。依赖于特定云服务商也带来数据丢失安全隐患。就国内来看，2015年6月6日下午，因服务商“睿江科技”机房遭遇雷暴天气引发电力故障，青云广东1区全部硬件设备意外关机重启，造成青云官网及控制台短时无法访问、部署于GD1的用户业务暂时不可用，与此同时，另一家云服务商LeanCloud也发生了长达4小时的服务中断情况。从国际上来看，根据专业的跟踪网站CloudHarmony的数据统计显示，亚马逊EC2服务，在2014年停机2.41小时，微软公司运营的Azure云平台在可用性方面表现也相当一般，共经历了92次服务停止事故，合共39.77小时，其存储平台服务有141次停机事故共计10.97小时。

在现有的云存储技术中，主要有以下两种存储方式：

(1)明文存储，使用明文存储的云盘，非法用户窃取文件后可即可读取所有内容，公共云空间也可随意获取用户数据。

(2)加密存储，使用加密存储的云盘，非法用户很难窃取数据，但公共云空间仍然存在着获取用户数据的可能性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，针对上述所提现有云存储所存在的安全问题，本发明提出一种基于公共云的安全的分布数据管理方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于公共云的安全的分布数据管理方法，包括下述步骤：

S1、将公共云空间的存储目录树提取出来，作为一个文件，把每个字节都当作秘密S；

S2、使用Shamir秘密共享算法对文件的每个字节进行分解，得到m个分解后的字节，将这m个字节以追加写入的形式分别写到m个新建的文件中；

S3、当目录树文件每一个字节都分解写到新建的文件后，得到一个目录树子文件，然后将m个新建的目录树子文件分别存储到m个公共云空间中；

S4、需要恢复目录树文件时，则从任意n个公共云空间中取回目录树子文件，从这n个目录树子文件逐字节读取出来，当做子秘密，使用多项式插值算法进行秘密恢复，得到原本目录树文件的每个字节，然后合并得到原本的目录树文件；

S5、在秘密共享目录树后，当需要上传文件到公共云空间时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树子文件，恢复存储目录树，然后按照上传操作将文件上传，上传完毕后更新目录树，最后利用Shamir秘密共享算法将目录树分解上传到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树子文件；

S6、当需要从公共云空间下载文件时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树文件，恢复存储目录树，然后根据目录树，进行文件下载操作；

S7、当需要删除文件时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树子文件，恢复存储目录树，然后根据目录树，找到文件位置，在m个公共云空间上删除加密文件对应分块及对应密钥分块，删除完毕后更新目录树，最后利用Shamir秘密共享算法将目录树分解上传到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树子文件。

优选的，所述Shamir秘密共享算法具体为：

一个秘密共享方案包括一个可信的秘密分布者和m个参与者，秘密分布者将所要共享的秘密S分拆m个子秘密，并通过安全信道将其分布给这m个参与者，使得每个参与者仅知道自己的子秘密而不知道其他参与者的子秘密，同时秘密分布者定义一些授权子集，使得这些集合中的参与者联合可以恢复共享的秘密S。

优选的，步骤S2中，使用Shamir秘密共享算法对文件进行分解的具体步骤为：

S21、输入秘密S，以及输入参数n，m；

S22、任意生成n-1个随机数a₁,......,a_n-1，同时令a₀＝S；

S23、构造n-1次多项式f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_n-1x^n-1；

S24、任意生成m个随机数x₁,......,x_m，记录在本地；

S25、将x₁,......,x_m代入多项式f(x)中计算得f(x₁),......f(x_m)；

S26、输出f(x₁),......f(x_m)。

优选的，步骤S4中，使用Shamir秘密共享算法进行秘密恢复的具体步骤为：

S41、输入数据f(x₁),......f(x_n)；

S42、从本地取回f(x_i)对应的x_i；

S43、构造方程组：

......

此时有n个方程组，n个未知数，即a₀a₁,......,a_n-1；

S44、解上述方程组，得到系数a₀a₁,......,a_n-1，S＝a₀；

S45、输出S。

优选的，步骤S5中，在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于密钥分解理论的文件分块算法，将其上传到m个公共云空间中；所述基于密钥分解理论的文件分块算法如下：

设定一个密码***为<M，C，K，P>，其中M为明文空间，C为密文空间，K为密钥空间，P为参与者所组成的空间，讨论将密钥分配给m个人，允许其中任意n个人都能恢复密钥，少于n个人这不能恢复密钥；

在m个参与者中，任意n-1个参与者不能恢复密钥，把密钥空间K看成一个向量空间，则其维度为对于密钥空间K中的任一密钥向量K_i 可以用参与者向量空间P中的元素P_i(i＝1，2，…，m)来线性表示，即K_i属于参与者空间P中的某几个参与者，由于要求只需n个参与者即可恢复密钥，则对于参与者向量空间P来说，其基向量个数为n，K_i可以用n个向量来表示，显然任意n个向量都可以得到密钥K_i，而因为m是基向量的个数，则少于m个向量不能全部得到密钥K_i；

把文件当作密钥分解理论中密钥K，在m个公共云空间中，任意n-1公共云空间不能恢复密钥K，则可以把文件分割成块子文件块K_i，i＝1，2，…，将K_i分配给m个公共云空间中的几个，使得必须具备任意其中n个公共云空间的子文件组才能恢复原文件，任意不足n组子文件都不能恢复原文件，这样任意不足n组子文件泄露也不足以泄漏原文件，任意m-n组子文件损坏依旧能恢复原文件；

给每块子文件块标记为给m个公共云空间标记为C₁,C₂,...,C_m，取其n-1的组合：C₁C₂...C_n-2C_n-1、C₁C₂...C_n-2C_n、...、C_m-n+2C_m-n+3...C_m，共有个组合；令这些组合分别与对应，如K₁与C₁C₂...C_n-2C_n-1对应，其意义为C₁C₂...C_n-2C_n-1这n-1个公共云空间都没有存储文件块K₁。

优选的，所述文件分割步骤如下：

S511、输入一个文件；

S512、输入分割参数n与m，并计算文件分割数量

S513、记录文件名file_name，获取文件大小file_size，并计算每块子文件大小，block_size＝file_size/block_num；

S514、以子文件块大小block_size为单位，把文件分割成块，每块按序标记；

S515、按照文件块对公共云空间存储方案，将文件块进行分组存储到m个不同的公共云空间。

优选的，所述恢复原文件的步骤如下：

S521、根据对定的参数n，从任意n个公共云空间中取回n组子文件组；

S522、从n组子文件组中找回全部子文件块，去除重复的子文件块；

S523、对这个子文件块进行排序；

S524、新建一个文件，以原文件名字file_name为名；

S525、将子文件块的内容按序以追加的形式写回到该文件中。

优选的，步骤S5中，在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于秘密共享的保密存储技术，将其上传到m个公共云空间中，操作如下：

S531、对要上传的文件进行加密；

S532、采用Shamir秘密共享算法将密钥分解存储到m个公共云空间中；

S533、对加密后的文件进行物理分割成块；

S534、按照子文件块分布存储方案将分割后的子文件块进行分布存储。

优选的，步骤S6中，在下载文件时，进行完目录树管理后，只需从任意n个公共云空间中取回子文件块，即可恢复回原文件，具体为：

S61、从任意n个公共云空间中取回子文件块组，去除重复子文件块；

S62、对子文件块排序后进行物理合并；

S63、从任意n个公共云空间中取回子密钥，恢复密钥；

S64、根据密钥，对合并后的文件进行解密，恢复原文件。

优选的，删除文件的步骤如下：

S71、从m个公共云空间中取回目录树分块，在m个公共云空间中删除子文件块组及对应密钥分块；

S72、更新本块目录块，上传新的目录树分块到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树子文件。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、在本发明中任意不足n个公共云空间的数据信息不足以恢复原文件，保证了用户数据信息不会给单个公共云空间和非法用户窃取，提高了数据信息的安全性，大大降低用户数据信息泄露风险。而任意m-n个公共云空间发生故障仍然可以恢复原文件，保证了即使任意m-n个公共云空间发生故障，用户数据信息也不会丢失和损坏，提高了存储的可靠性。

2、本发明对文件进行了加密分块，对单个服务和非法用户来讲，用户上传的数据都是原文件加密分割后的数据块，而不可能拿到全部数据，从而解决公共云空间泄密问题，提高数据的安全性。

3、本发明将文件分块存储m个公共云空间，而任取n个公共云空间即可恢复数据，可在一定程度防止因公共云空间故障造成的数据丢失。

附图说明

图1为本发明基于公共云的安全的分布数据管理方法的流程图；

图2为本发明公共云空间存储结构图；

图3为本发明秘密共享算法的流程图；

图4为本实施例中m＝5，n＝3时文件块分布推导示意图；

图5为本实施例中m＝5，n＝3时子文件块1的存储分布示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例中，设定现有m个公共云空间，利用本文提出的算法，用户可在任一设备将要存储的文件加密分割存储到这m个公共云空间中。当需要取回文件时，则从其中n个公共云空间中取回子文件块，通过算法恢复出原文件。本实施例的技术方案情景应用如图1所示，在上传阶段，先对要存储的文件进行加密，然后将加密后的文件分块，采用本发明提供算法分布存储这m个公共云空间中，同时将加密密钥秘密共享到这m个公共云空间中。在下载阶段，只需任意取其中n个公共云空间的子文件块和子密钥，通过子文件块合并文件，然后通过子密钥恢复密钥，进行文件解密。

下面结合技术方案对本发明做进一步的阐述：

对于秘密共享公共云空间存储目录树结构：为了对公共云空间隐藏存储的内容，不仅仅要隐藏文件本身，还要隐藏文件目录结构。因此需要将公共云空间的存储目录树提取出来，作为文件，利用Shamir秘密共享算法分解到m个公共云空间中。最终对公共云空间而言，存储的是一堆散乱无意义的文件，如图2所示。

对于目录树，可以作为一个文件，把它的每一个字节都当作秘密S，使用Shamir秘密共享算法进行分解，得到m个分解后的字节，将这m个字节以追加写入的形式分别写到m个新建的文件中。当目录树文件每一个字节都分解写到新建的文件后，将m个新建的目录树子文件存储分别到m个公共云空间中。需要恢复目录树文件时，则从任意n个公共云空间中取回目录树子文件，从这n个目录树子文件逐字节读取出来，当做子秘密，然后使用Shamir秘密共享算法进行秘密恢复，最后得到原本的目录树文件。

本实施例中Shamir秘密共享算法及思想如下：

一个秘密共享方案包括一个可信的秘密分布者和m个参与者，秘密分布者将所要共享的秘密S分拆m个子秘密，并通过安全信道将其分布给这m个参与者，使得每个参与者仅知道自己的子秘密而不知道其他参与者的子秘密。同时秘密分布者定义一些授权子集，使得这些集合中的参与者联合可以恢复共享的秘密S，如图3所示。秘密共享方案的关键在于怎样更好的设计秘密拆分方式和恢复方式，使得若干个参与者一同协作才能恢复秘密消息。同时更重要的是，当其中任何相应范围内参与者出问题时，秘密仍可以完整恢复。这种将秘密分割存储的密码技术能够阻止秘密过于集中，达到分散风险和容忍入侵的目的。

Shamir的(n，m)(m>n)秘密共享算法利用有限域的多项式f(x)将秘密S分解成m个子秘密，分配给m个参与者，在这里公共云空间作为参与者。每个参与者不知道其他参与者所持有的子秘密。只有知道其中至少n个参与者拿出子秘密一同协作才能才可以恢复出秘密S，任意不足n个参与者所持子秘密都无法恢复秘密S。

对于有限域上的一个n-1次多项式f(x)，把秘密S取作f(0)，将f(x_i)(i＝1,…,m)分配给m个参与者，则其中任意n个参与者即可利用f(x_i)重构f(x)，然后由f(x)得到f(0)，恢复秘密。

Shamir秘密共享算法分解秘密步骤如下：

Step1：输入秘密S，以及输入参数n，m。

Step2：任意生成n-1个随机数a₁,......,a_n-1，同时令a₀＝S。

Step3：构造n-1次多项式f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_n-1x^n-1。

Step4：任意生成m个随机数x₁,......,x_m，记录在本地。

Step5：将x₁,......,x_m代入多项式f(x)中计算得f(x₁),......f(x_m)。

Step6：输出f(x₁),......f(x_m)。

Shamir秘密共享算法恢复秘密步骤如下：

Step1：输入数据f(x₁),......f(x_n)。

Step2：从本地取回f(x_i)对应的x_i。

Step3：构造方程组：

......

此时有n个方程组，n个未知数，即a₀a₁,......,a_n-1。

Step4：解上述方程组，得到系数a₀a₁,......,a_n-1，S＝a₀。

Step5：输出S。

在秘密共享目录树后，当需要上传文件到公共云空间时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树文件，恢复存储目录树，然后按照下文介绍的上传操作将文件上传，上传完毕后更新目录树，最后利用Shamir秘密共享算法将目录树分解上传到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树文件。当需要从公共云空间下载文件时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树文件，恢复存储目录树，然后根据目录树，进行文件下载操作。

存储文件：

在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于密钥分解理论的文件分块算法，将其上传到m个公共云空间中。

基于密钥分解理论的文件分块算法如下：

设定一个密码***为<M，C，K，P>，其中M为明文空间，C为密文空间，K为密钥空间(加密和解密密钥空间)，P为参与者所组成的空间，讨论将密钥分配给m个人，允许其中任意n个人都能恢复密钥，少于n个人这不能恢复密钥。

在m个参与者中，任意n-1个参与者不能恢复密钥，把密钥空间K看成一个向量空间，则其维度为对于密钥空间K中的任一密钥向量K_i 可以用参与者向量空间P中的元素P_i(i＝1，2，…，m)来线性表示，即K_i属于参与者空间P中的某几个参与者。由于要求只需n个参与者即可恢复密钥，则对于参与者向量空间P来说，其基向量个数为n，K_i可以用n个向量来表示。显然任意n个向量都可以得到密钥K_i，而因为m是基向量的个数，则少于m个向量不能全部得到密钥K_i。

把文件当作密钥分解理论中密钥K，在m个公共云空间中，任意n-1公共云空间不能恢复密钥K，则可以把文件分割成块子文件块K_i 将K_i分配给m个公共云空间中的几个，使得必须具备任意其中n个公共云空间的子文件组才能恢复原文件，任意不足n组子文件都不能恢复原文件，这样任意不足n组子文件泄露也不足以泄漏原文件，任意m-n组子文件损坏依旧能恢复原文件。

给每块子文件块标记为给m个公共云空间标记为C₁,C₂,...,C_m，取其n-1的组合：C₁C₂...C_n-2C_n-1、C₁C₂...C_n-2C_n、...、C_m-n+2C_m-n+3...C_m，共有个组合。令这些组合分别与对应，如K₁与C₁C₂...C_n-2C_n-1对应，其意义为C₁C₂...C_n-2C_n-1这n-1个公共云空间都没有存储文件块K₁。这样很容易得到文件块对公共云空间的分布方案，如表1所示。

表1文件块对公共云空间存储分布方案表

文件分割步骤如下：

Step1：输入一个文件。

Step2：输入分割参数n与m，并计算文件分割数量

Step3：记录文件名file_name，获取文件大小file_size，并计算每块子文件大小。block_size＝file_size/block_num。

Step4：以子文件块大小block_size为单位，把文件分割成块，每块按序标记。

Step5：按照文件块对公共云空间存储方案，将文件块进行分组存储到m个不同的公共云空间。

为了更形象地表示文件分割算法，现以m＝5，n＝3为具体例子。现要将文件分割成块组合存储在5个公共云空间中，必须从其中任意3个公共云空间取回子文件组才能恢复文件，任意2个子文件组都不能恢复文件，文件块分布推导如下。

5个公共云空间，取两两组合，任一组合对应一块子文件块，表示该公共云空间组合未存储该子文件块，则文件需要分成如图4所示。由此很容易得到子文件块1的存储分布，如图5所示；并且由推导可得所有子文件块的分布方案，如表2。

表2子文件块存储分布方案表(m＝5，n＝3)

由上表可以得到在各公共云空间中，存储的子文件块，如表3所示。

表3公共云空间存储子文件块表(m＝5，n＝3)

文件恢复步骤如下：

Step1：根据对定的参数n，从任意n个公共云空间中取回n组子文件组

Step2：从n组子文件组中找回全部子文件块，去除重复的子文件块。

Step3：对这个子文件块进行排序。

Step4：新建一个文件，以原文件名字file_name为名。

Step5：将子文件块的内容按序以追加的形式写回到该文件中。

由表3不难看出，在m＝5、n＝3的情况下，任意2个公共云空间的子文件组无法恢复原文件，以取公共云空间1和公共云空间2为例，从2个公共云空间中的子文件组取回的子文件块有：2、3、4、5、6、7、8、9，缺少了子文件块1。而任意3个公共云空间的子文件组即可恢复原文件，公共云空间1和公共云空间2的子文件组中缺少子文件块1，而公共云空间3、公共云空间4和公共云空间5中都含有子文件块1，即这从三个公共云空间任取其中一个公共云空间，都可与公共云空间1、公共云空间2的其他子文件块恢复原文件。

在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于秘密共享的保密存储技术，将其上传到m个公共云空间中，操作如下。

Step1：对要上传的文件进行加密。

Step2：采用Shamir秘密共享算法将密钥分解存储到m个公共云空间中。

Step3：对加密后的文件进行物理分割成块。

Step4：按照子文件块分布存储方案将分割后的子文件块进行分布存储。

在下载文件时，进行完目录树管理后，只需从任意n个公共云空间中取回子文件块，通过本技术方案即可恢复回原文件。

Step1：从任意n个公共云空间中取回子文件块组，去除重复子文件块。

Step2：对子文件块排序后进行物理合并。

Step3：从任意n个公共云空间中取回子密钥，恢复密钥。

Step4：根据密钥，对合并后的文件进行解密，恢复原文件。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、将本地用户的存储目录树提取出来，作为一个目录树文件，把每个字节都当作秘密S；

S2、使用Shamir秘密共享算法对目录树文件进行分解，把每个字节进行分解，得到m个分解后的字节，将这m个字节以追加写入的形式分别写到m个新建的文件中；

S3、当目录树文件每一个字节都分解写到新建的文件后，将m个新建的目录树子文件分别存储到m个公共云空间中；

S4、需要恢复目录树文件时，则从任意n个公共云空间中取回目录树子文件，其中n<m，从这n个目录树子文件逐字节读取出来，当做子秘密，使用Shamir秘密共享算法进行秘密恢复，得到原本的目录树文件；

S5、在秘密共享目录树后，当需要上传文件到公共云空间时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树文件，恢复存储目录树，然后按照上传操作将文件上传，上传完毕后更新目录树，最后利用Shamir秘密共享算法将目录树分解上传到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树子文件；

S6、当需要从公共云空间下载文件时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树子文件，恢复存储目录树，然后根据目录树，进行文件下载操作；

S7、当需要删除文件时，首先从任意n个公共云空间取回分解后目录树文件，恢复存储目录树，然后根据目录树，找到文件位置，在m个公共云空间上删除加密文件对应分块及对应密钥分块，删除完毕后更新目录树，最后利用Shamir秘密共享算法将目录树分解上传到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树文件。

2.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，所述Shamir秘密共享算法具体为：

一个秘密共享方案包括一个可信的秘密分布者和m个参与者，秘密分布者将所要共享的秘密S分拆m个子秘密，并通过安全信道将其分布给这m个参与者，使得每个参与者仅知道自己的子秘密而不知道其他参与者的子秘密，同时秘密分布者定义一些授权子集，使得这些集合中的参与者联合可以恢复共享的秘密S。

3.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S2中，使用Shamir秘密共享算法对文件进行分解的具体步骤为：

S21、输入秘密S，以及输入参数n，m；

S22、任意生成n-1个随机数a₁,......,a_n-1，同时令a₀＝S；

S23、构造n-1次多项式f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_n-1x^n-1；

S24、任意生成m个随机数x₁,......,x_m，记录在本地；

S25、将x₁,......,x_m代入多项式f(x)中计算得f(x₁),......f(x_m)；

S26、输出f(x₁),......f(x_m)。

4.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S4中，使用Shamir秘密共享算法进行秘密恢复的具体步骤为：

S41、输入数据f(x₁),......f(x_n)；

S42、从本地取回f(x_i)对应的x_i；

S43、构造方程组：

......

此时有n个方程组，n个未知数，即a₀,a₁,......,a_n-1；

S44、解上述方程组，得到系数a₀,a₁,......,a_n-1，S＝a₀；

S45、输出S。

5.根据权利要求4所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S5中，在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于密钥分解理论的文件分块算法，将其上传到m个公共云空间中；所述基于密钥分解理论的文件分块算法如下：

设定一个密码***为<M，C，K，P>，其中M为明文空间，C为密文空间，K为密钥空间，P为参与者所组成的空间，讨论将密钥分配给m个人，允许其中任意n个人都能恢复密钥，少于n个人这不能恢复密钥；

在m个参与者中，任意n-1个参与者不能恢复密钥，把密钥空间K看成一个向量空间，则其维度为对于密钥空间K中的任一密钥向量K_i可以用参与者向量空间P中的元素P_j来线性表示，即K_i属于参与者空间P中的某几个参与者，由于要求只需n个参与者即可恢复密钥，则对于参与者向量空间P来说，其基向量个数为n，K_i可以用n个向量来表示，显然任意n个向量都可以得到密钥K_i，而因为m是基向量的个数，则少于m个向量不能全部得到密钥K_i；

把文件当作密钥分解理论中密钥K，在m个公共云空间中，任意n-1公共云空间不能恢复密钥K，则可以把文件分割成块子文件块K_i， 将K_i分配给m个公共云空间中的几个，使得必须具备任意其中n个公共云空间的子文件组才能恢复原文件，任意不足n组子文件都不能恢复原文件，这样任意不足n组子文件泄露也不足以泄漏原文件，任意m-n组子文件损坏依旧能恢复原文件；

给每块子文件块标记为给m个公共云空间标记为C₁,C₂,...,C_m，取其n-1的组合：C₁C₂...C_n-2C_n-1、C₁C₂...C_n-2C_n、...、C_m-n+2C_m-n+3...C_m，共有个组合；令这些组合分别与对应，如K₁与C₁C₂...C_n-2C_n-1对应，其意义为C₁C₂...C_n-2C_n-1这n-1个公共云空间都没有存储文件块K₁。

6.根据权利要求5所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，所述文件分割步骤如下：

S511、输入一个文件；

S512、输入分割参数n与m，并计算文件分割数量

S513、记录文件名file_name，获取文件大小file_size，并计算每块子文件大小，block_size＝file_size/block_num；

S514、以子文件块大小block_size为单位，把文件分割成块，每块按序标记；

S515、按照文件块对公共云空间存储方案，将文件块进行分组存储到m个不同的公共云空间。

7.根据权利要求5所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，所述恢复原文件的步骤如下：

S521、根据对定的参数n，从任意n个公共云空间中取回n组子文件组；

S522、从n组子文件组中找回全部子文件块，去除重复的子文件块；

S523、对这个子文件块进行排序；

S524、新建一个文件，以原文件名字file_name为名；

S525、将子文件块的内容按序以追加的形式写回到该文件中。

8.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S5中，在上传文件时，进行完目录树管理后，采用基于秘密共享的保密存储技术，将其上传到m个公共云空间中，操作如下：

S531、对要上传的文件进行加密；

S532、采用Shamir秘密共享算法将密钥分解存储到m个公共云空间中；

S533、对加密后的文件进行物理分割成块；

S534、按照子文件块分布存储方案将分割后的子文件块进行分布存储。

9.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S6中，在下载文件时，进行完目录树管理后，只需从任意n个公共云空间中取回子文件块，即可恢复回原文件，具体为：

S61、从任意n个公共云空间中取回子文件块组，去除重复子文件块；

S62、对子文件块排序后进行物理合并；

S63、从任意n个公共云空间中取回子密钥，恢复密钥；

S64、根据密钥，对合并后的文件进行解密，恢复原文件。

10.根据权利要求1所述的基于公共云的安全的分布数据管理方法，其特征在于，步骤S7中，在删除文件时，需在所有m个公共云空间中删除对应文件块和密钥块，然后进行目录树更新，具体为：

S71、从m个公共云空间中取回目录树子文件，在m个公共云空间中删除子文件块组及对应密钥分块；

S72、更新本块目录块，上传新的目录树分块到m个公共云空间中，覆盖掉原有目录树子文件。