云存储作为云计算的核心服务之一,为当前数据爆炸式增长带来的存储和管理难题提供了一种有效的解决途径。然而,近年来出现的众多数据安全事件,引发了用户对云服务提供商的信任危机。其主要原因是,数据所有权和管理权的分离使得用户难以用传统的方式验证其完整性。为解决此问题,云数据安全审计技术应运而生。不同于已有研究工作,本文致力于无状态公开审计技术的研究,以实现任意的第三方审计者均可完成高效审计且无需维护相关状态信息的目的。具体来说,本文完成了如下工作:(1)在现有的动态数据完整性公开审计研究中,审计高效性和无状态性往往难以两全:现有方案要么在公开审计中支持无状态验证,但往往计算和通信开销较大;要么让第三方审计者参与元数据的维护以降低计算和通信开销,而这又丧失了审计的无状态性。鉴于此,提出了一种新的动态数据审计方案,其思想是引入一个新的实体存储少量的元数据,使得第三方审计者具有无状态性并降低了审计和数据更新过程的计算开销和通信开销。对方案的安全性进行了严格的证明。此外,性能分析和实验结果表明,本方案比已有方案在通信和计算方面更为高效。(2)多版本数据存储是云存储中常用的数据存储和管理方式。在多版本数据存储中,数据以增量的形式保存,以链或树的形式组织起来,实现节省存储空间和便于数据回滚。为实现多版本数据的无状态高效审计,提出了一种基于多版本Merkle哈希树的云数据公开审计方案。方案设计了一种多版本Merkle哈希树作为数据认证结构,以支持多版本数据的动态更新并同时减少元数据的存储开销。此外,方案将数据块所有的版本信息聚合在一个标签内,使得仅用单个数据块标签就可以验证其所有版本的完整性,从而提高了验证性能。对方案进行了严格的安全性证明,验证了提出的方案能够有效地抵抗伪造攻击、合谋攻击等一系列攻击。此外,理论和实验分析表明,较之已有方案,提出的方案具有更小的通信开销和计算开销。