Highly Reliable Anonymous Cloud Synchronization

Zhen Liu

doi:10.1109/tifs.2026.3729510

Highly Reliable Anonymous Cloud Synchronization

2026-09-01

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AI

DOI：10.1109/tifs.2026.3729510

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基于密码的云存储（PBCS）允许用户将数据集外包给云服务器并同步相应数据。然而，存在两个关键挑战。首先，它们缺乏匿名性，使用户活动可链接到公开身份。虽然集成匿名密码认证密钥交换（APAKE）可以实现匿名性，但它依赖于私有信息检索（PIR），这导致高通信和计算开销。此外，现有的APAKE协议容易受到在线密码猜测攻击（PGA）。其次，PBCS无法确保可靠同步，恶意/受攻击的服务器可能无法检测地回滚用户数据。为解决这些问题，我们提出了HRACS，一种基于我们新设计的无PIR APAKE机制的高可靠性匿名云同步方案。具体而言，无PIR APAKE通过轻量级匿名-签名机制替代PIR，将通信开销从线性降低到常数。确定性匿名还实现了匿名速率限制，缓解了在线PGA。此外，HRACS通过为每个项目使用认证加密并计算整个数据集的指纹，同时支持数据集的可靠同步。每个项目携带与指纹绑定的证明，允许用户检测任何未经授权的修改（如重新排序或回滚）。实验结果表明，我们的无PIR APAKE实现了有竞争力的计算效率，与现有APAKE协议相比，开销最多降低68.29%。在通信方面，带宽需求保持常数，当扩展到20,000用户时，与基于PIR的APAKE协议相比，最多减少99.96%。此外，HRACS在不牺牲性能的情况下增强了安全性，产生的开销与现有PBCS方案相当。

Keyword:

Anonymous authentication

cloud synchronization

password-based cloud storage (PBCS)

Highly Reliable Anonymous Cloud Synchronization

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