随着互联网的快速发展,云计算作为一种按使用量付费的模式被人们所熟知并广泛应用。云计算可提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池,使得在与服务供应商进行很少交互的情况下快速获取资源。云计算以其高可伸缩性、成本低廉、运维便利等优点被越来越多地应用于各行业的数据服务领域。随着我国气象业务现代化水平的不断提高,为了应对气象信息的海量存储和即时共享等问题,中国气象局正在加快推进气象大数据云平台建设。然而,云平台的开放性和信息共享也带来了严重的安全威胁。气象数据在国防建设和军事活动等方面具有很大的使用价值,因此气象云平台的安全问题不容忽视。近年来,国内外学者对云数据完整性审计技术、基于属性加密的访问控制技术及密文搜索技术进行了大量的研究,并取得了丰硕的研究成果。本文在总结现有研究成果的基础上,提出了面向气象云环境的数据安全共享技术,并通过理论分析和仿真实验验证了三种方案的安全性和有效性。最后,结合气象行业应用需求,融合多项技术,提出一种面向气象云的数据安全共享模型。本文的主要工作和创新点如下:（1）针对第三方审计机构的信任依赖问题,提出一种面向不可信审计机构的数据审计方案F-UTPA。用户和云服务器通过Diffie-Hellman密钥协商机制生成协作密钥,该密钥将成为最后验证阶段必须的审计元素。在不考虑合谋攻击的情况下,第三方审计机构将无法获得协作密钥,继而无法完成最后的验证,审计过程中最后一步验证仅能由数据用户完成。F-UTPA方案继承了公共审计的优势,仍然由第三方审计机构执行大量的计算工作,同时有效降低了对第三方审计机构的信任依赖,是一种轻量级的公共审计方案。（2）针对单一属性授权机构不能满足云环境下用户属性多样化及访问控制策略表达复杂的问题,提出一种基于属性加密的多方授权访问控制方案MAAC。采用多方授权的密文策略属性加密（CP-ABE）方案,利用一系列的属性信息描述用户的身份,构建信息访问控制方案,保护了用户隐私。通过多属性权威的设计,实现了多方授权的细粒度访问控制,防止用户间的合谋攻击,保证了数据的机密性。MAAC方案引入全局ID概念和多方授权机制,解决了不同类型用户在各个分授权机构间的访问权限问题,适用于云环境下的数据共享。（3）针对加密搜索在语义和容错方面的不足,提出一种基于关键词的加密数据模糊搜索方案KFSE。通过分析语义搜索等技术,着重研究加密数据搜索中的中文模糊音和同义关键词搜索方法。在已有的加密数据搜索方案基础上,分析中文所特有的模糊音和多义的特点,利用中英文互译实现关键词的同义词构建,并建立关键词的模糊音词和同义词集合。KFSE方案实现对中文模糊音和同义关键词搜索并利用伪随机函数对私钥进行保护,很好地解决了中文环境下搜索容易出现的输入文字和用户想找的关键词存在模糊音和同义的问题,同时通过使用伪随机函数有效避免查询过程中的信息泄露,具有较好的安全性和较高的搜索成功率。（4）以气象云平台作为典型应用场景,提出一种面向气象云的数据安全共享模型。为了满足实际应用要求,将本文提出的数据审计、访问控制和加密搜索等三种方案进行融合,实现气象数据在云存储环境中的安全共享。安全共享模型使用CP-ABE机制保护数据的机密性,并结合多个属性管理中心实现对用户的细粒度访问控制和灵活的多方授权。安全共享模型支持多关键词的加密数据模糊搜索,并可以对云数据完整性进行验证。安全分析和实验结果表明,安全共享模型可以对共享数据提供机密性保护,抵抗用户的合谋攻击,适用于现实中的云存储环境。