迈向具有精确修复的最优安全分布式存储系统
信息论
2016-11-17 v2 math.IT
摘要
本文考虑了存在窃听者的分布式存储系统。分布式存储系统 (DSS) 由三个参数 (n, k, d) 表征，其中存储在 n 个分布式节点上的文件可以从任意 k 个节点中恢复。如果一个节点失效，(n-1) 个节点中的任意 d 个节点将协助修复该失效节点。对于此类 (n,k,d)-DSS，研究了两种窃听场景：(a) I 型（节点）对手，可以窃听任意 l<k 个节点上存储的数据；以及更严重的 (b) II 型（修复数据）对手，可以窃听随时间用于修复一组 l 个失效节点的修复数据内容。本工作的重点是具有实际意义的精确修复再生设置，其中修复过程必须用失效节点的精确副本来替换它。我们在该问题的几个非平凡实例上取得了新进展，这些问题在本工作之前一直是未解决的。本文的主要贡献是最优刻画了在同时存在 I 型和 II 型对手的情况下，n<=4 且任意 l<k 的 (n,k,d)-DSS 的安全存储与精确修复带宽权衡区域。虽然对于 n>4 的一般 (n,k,d)-DSS 问题仍未解决，但我们将这些结果扩展到了存在 II 型对手（可观察任意 l=(n-2) 个节点的修复数据）的 (n, n-1, n-1)-DSS 情形。本工作的关键技术贡献在于为 II 型对手场景开发了新颖的信息论 converse 证明。我们的结果表明，在存在 II 型攻击的情况下，存储与精确修复带宽权衡中唯一高效的点是 MBR（最小带宽再生）点。这与 I 型攻击的情况形成鲜明对比，后者的存储与精确修复带宽权衡允许在 MBR 点之外的一系列工作点。
引用
@article{arxiv.1310.0054,
title = {Towards Optimal Secure Distributed Storage Systems with Exact Repair},
author = {Ravi Tandon and SaiDhiraj Amuru and T. Charles Clancy and R. Michael Buehrer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.0054},
year = {2016}
}
备注
submitted to IEEE Transactions on Information Theory