Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   5 ,  Octo ber   201 9 , pp.  3843 ~ 38 49   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 5 . pp3843 - 38 49           3843       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Data storag e lock  algorit hm  with crypt ograph ic tech niq ues       An ith a K .   L . 1 ,  T.R .  G opala k ri shna n  Nair 2   1 Bhara th ia r  Un iv ersity ,   Indi a   1, 2 Networks a nd  Secur ity   Rese arch Group,   Advan ce d  R ese ar ch  C e ntre ,   Ra ja ra je sw ari   Group   of  Inst it uti ons,   Indi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   N ov   26 , 201 8   Re vised  Ma r   27 , 2 01 9   Accepte d  Apr   10 , 201 9       The   cl oud  computing  had   it s  impact   far   and  wid e,   and  En te rpris e  soluti ons   are   g et t ing  m igr at ed  to  diff ere n t   t y pes  of  cl ouds .   Th e  servi ce s  a re  deliver ed  from   the   dat a  c ent ers  which  ar e  loc a te d  a ll   ov er  the   world.   A s  the   dat a  is  roa m ing  with  l e ss   cont rol  in   an y   d at a   c ent ers ,   dat a  s ec uri t y   iss ues   in  c loud  are   ver y   challenging.   Th ere for e  we  nee d  m ul ti - le v el   aut hen tication,   da t a   int egr i t y ,   priv acy   and  abov e  al l   enc r y pti on  to  s afe guar d  our  da ta   which  is   stored  on  to  the  cl oud.   The  data  and  appl i catio ns  ca nnot  b e  re l oca t ed  to  a   virt ual   serv er  without   m uch  degr ee   of  sec urity   co nce rn  as  the r e  c an  be  m uch  conf ide n ti a l  data   or  m ission - cri ti ca l  app lications.   In  thi s  pape r,   we  propose  Data   Storag e  L ock  Algorit hm   (DS LA)  to  store  conf id ential  d at a  the r eb y   provide s  sec ur e   dat a  stor age   in   cl oud  computi ng  base d  o n  cr y ptogr aphic   standa rds.   Ke yw or d s :   Cl oud  se rv ic e  pro vid er   Crypto gr a phy   Data sto rag e   Decr y ption   Encr y ption   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   An it ha  K .   L . ,    Re search  Sc hola r,   Bha rathia r Un i ver sit y,   Coim bator e, In dia .   Em a il :  anithakl07@ gm ail.co m       1.   INTROD U CTION     A  cl ou d  is  a   c ollec ti on   of  res ources  w hich  a re  virtu al iz ed   that  hosts  a   va ri et y  of   dif fer e nt   w orkloa ds  and   can  be  de plo ye d  an d  sca le d - ou t  qu ic kly  throu gh   t he  rap i d  pr ov isi onin g  of   virtu al   m achines  or   physi cal   m achine.  It  suppo rts  sel f - rec ov e rin g,   re dundant  an d  sig nif ic antly   scal abl e  program m ing   m e tho ds  that  al lo w   work l oa ds   to  r ecov e r  f ro m   m any  necessa ry  hard war e  or  s of t war e  fail ure s  and   m on it or   resou rce  us e  in  real   t i m e   to  enab le   reb al anci ng  of   al locat ions  wh e n   nee de d  [1 ] .  T he  po pu la r   al gorith m s   include   th e  Data  Encr y ption   Sta nd a r d  (DES)  [ 2],  an d  the  A dvance d  E ncr y pt ion   Stan dard  ( AES)  [ 3].  The  AES   al gorithm   was   publishe d  by  t he  Nati onal   I nst it ute  of  Stan dards   an d  Tec h nolo gy  (NIST )  in   2001.  AE S   is  a  sym m et ri c  bl ock  ci ph e r wh ic h  is  prop os ed  to re place D ES as  the a ppr ov e d  st and a r d  f or a n  e xtensi ve  c ollec ti on   of ap plica ti on s .   Wh it fiel d  Dif fie  and   Ma rtin  Hellm an  introdu ce d  a n  al gor it h m   cal le d  the  Diff ie - Hell m a n  al gorithm   (D H)   in   1976   [ 4],  accom plished   dra sti c  chan ges  i n  crypt ograph y,  pr ese nting   the  first  asy m m et ric  cryptographic   al gorithm .  Riv est ,  Sh am ir  an d  Ad el m an  def i ned  their  well - kn own   Ri vest - Sham ir - Ad le m an  (RS A )   al gorithm   [5 ]   in 1 97 8.   T he  R SA   al gorithm   has  si nce  that  t i m e  reign   a bso lute  as  the  m os t  extensiv el y  acce pted   and   im ple m ent ed  a  ge ner al - pur pose  ap proa ch  to  pu blic - ke y  encr ypti on.   In   19 85,  Vict or   Mi ll er  (I B M)  an d  Neil   Koblit z  (U ni ver sit y  of   Was hingto n)   di scov e red   Ell ip ti c  Curv e  Cryp tograp hy  (ECC )  w hich  can  be   us ed ,  as  an  al te rn at iv e  m echan ism   t o  im ple m ent  pu blic  key  cry pto gra ph y  [ 6].  E CC   al go rithm s  rely   on   the  al ge br ai c   structu re  of  el li ptic  curves  ov er  fi nite  fiel ds .     N ow a days  cl oud  se r vice  pr ov i der   offe rs  s erv e r  sid e  sec uri ty   to  retai n  c on t ro l  f or  the  cust om e r’ s   data.   We  c an’ t  m ake  s ur e   that  the   us er ’s   data  a re  vulne rab le   t o  at ta ck s  or  a   data  breac h.  T her e fore  to  e nsure  sec uri ty   and   pr i vacy  in  cl oud  the re  is  a  need   for  a  c li ent  side  encry ption   m echan ism   to  safegua rd   our  data.  Th us   the  us er  data  will   sta y  pr otect ed   whoe ver   be  th e  entit y  that  con tr ols  the  entire  com pu ti ng  e nv ir on m ent.  Thus  the   us er  da ta   in  the  cl oud  rem ai ns   in  enc rypte d  f or m   un ti l  the  us er   decr y pts  it   in  c li ent  side.  This   m od e  of   e ncr y ptions  is  requir ed  to  safe gu a r d  our  data  f r om   hack ing,  m a li ci ou s   a tt acks  an d  vul ner a bili ti es.  N ow  we   are   pr opos i ng  a n  al go rithm   by  wh ic h,  ext ra  la ye r  of secur it y  ca n  be   giv e n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   3 8 4 3   -   3 8 4 9   3844   to potenti al ly  vulne rab le   data  us in g  the  cli ent  contro ll e d  ap proac hes. This   will  en able i n  r eal iz ing  sto rage l ock  syst e m  w it h  cr yptogra ph y i n real i zi ng  t he d at a in user  prot ect ed  f oliage.     In   this  pap e r,   Sect ion   2,   we   introdu ce  t he   discuss i on   of  relat ed  w ork.  Sect ion   3  de scribes  data   stora ge  an d  in   sect ion   4,  the   detai le d  desc r ipti on   of   the  pro posed  al gori thm   fo r  secu re   data  stora ge  i n  the  cl oud  has  bee n  discu ssed .  Re su lt   and   A naly sis  sh owe d  in  sect ion   5.   Finall y,  sect ion   6  desc ri bes  the   con cl us io n.       2.   RE LATE D  W ORKS   Re cent  te chno log ic al   ad van c es  reli eve  an  exp l os ive  gro wth  in  the  us age  of  the  re m ote   storag e  syst e m ,  nam ely  the  cl ou d - ba sed  st or a ge  s er vic es.  T he   out so urce d  data  bri ngs  se ver al   c loud - s pecific  s ecur ity   issues li ke  c on fide ntial it y, int egr it y an d pr i va cy  o f  t he data .  Th e refor e , th e  d at a sec ur it y r e m ai ns  a dom i nating  hur dle  to  t he  dev el op m ent  and  wi desprea d  us e  of  cl ou d  stora ge.   The   use rs  ou ts ou rce   their  data  on   rem ote  serv e rs,   wh ic h  are  co ntro ll ed   and   m anag ed   by  Cl ou d  Ser vice  Prov i der s   (CSPs).  H owever   to  pro vide   dat a   intende d  t o  be   kep t  sec ret  in   m ulti - te nan t  e nv i ronm ents  be com es  ver y  chall eng i ng.  E nc ryptin g  data  at   the  cl ie nt  side  is   a  go od  al t ern a ti ve  to  m it igate  su c h  ap proa che s  of  data  c onfide ntial it y  [7,  8].  T he  use r  is   pr ese r ving  the  decr y pting   key s  out  of  reac h  of   t he  cl ou d  pr ov i der.  H owev er,  this  m et ho d  giv es   rise  to   s ever a l   key  m anag e m ent  co ncerns,   su ch  as  st ori ng   a nd   m ai ntaining   the  ke ys '   a vaila bilit y  at   the  cl ie n t  side .   The  as pects  li ke   ease  of  us e,  e ase  of  de pl oym ent,  fle xib il it y,  rob us tnes s  an d  perform ance  need  to  c onsid er  f or   def i ning  the   so luti ons   f or  integrity   an d  confide ntial it y  of  ou ts ource d  data.  A uthors  [ 9]  propo sed  a   crypto gr a p hic  schem e  fo r   cl oud  sto rag e ,  bas ed  on  ori gi nal  us a ge  of   ID - B ased  C rypto gr a ph y  (I BC )  to  e ns ure  the  confide ntial it y  of   data.  I n  this  plan,   e very   cl ie nt  act s   as  a  Pr ivate   Key  Gen e rato r  (PK G)   f or   e ncr y pting   the   data  to  st or e  i n  the  cl oud  by  c om pu ti ng   a n  I D - ba se d  pair  of  keys  w hich  a ll ow s  data  acc ess  to  be  m anag ed   by  the  data  owne r .  The  flexi ble  sh ari ng   a ppro ac h  pro vid e d  by  us in g  a  per   data  ID - base d  key .  Ba sed  on  a  con te nt   has h  keyi ng  m et hod,   a  cl ie nt side  de - du plica ti on   sc hem e  fo r  cl oud  a ppli cat ion s h as  bee n  p r opos e d  to  im pro ve   the co m pu ta ti on c om plexity  at the cu stom er s ide [1 0].    Cl oudaSec  [11 ]   us es  a  public  key  base d  s ol ution  f or   im prov i ng  the  c onf identia li ty   of   da ta   in  cl oud  stora ge  en vir onm ents  and   en han ci ng   dyna m ic   sh aring   a m on g  us ers .  T o  ens ur e  the  c onfi den ti al it y  of   data,  the   data  owne r  up loads  the  e ncry pted  data  to  the  cl oud  an d  integ rates  the  de ci ph e rin g  key   encr ypte d  into  the   m et adata.  Moreo ve r,   Cl ouda Sec  inco rpor at es  a  con fe renc e  key  distribu ti on   sc hem e,  based   on  pa rall el   Diff ie - Hellm an  exc ha ng e s,  t o   guara ntee  backwar ds  an d  f orward  secrecy .  He nc e,  on ly   a uthori zed  us e rs  ca n  acce ss   m et adata  and   de ci ph e r  the  dec ryptin g  data  ke ys.  Au th ors  in vestigat ed  the v ari ou s  sec ur it y  fr am ewo rk s  f or   the  m ob il e  cl ou d  c om pu ti ng   e nviro nm ent.  Du e   to  the  res ource  lim it at io n  of   m ob il e  dev ic es ,  m os t  of   the  se cur it y   fr am ewo r ks   offloa d  proce ssor  intensi ve  jo bs   on  the  cl oud  [12].  T o  a ccom plish  a  secur e  m ob il e  cl oud  com pu ti ng   e nv iro nm ent,  servi ce  prov i ders  hav e   to  a ddres s  the  sec ur it y  threats  a bout  t he  netw ork  se cur it y,  data  sec u rity , dat a  co nf ide ntia li ty ,  and  d at a breach   issue s  a nd  s o  on.  M or e over , n ew   sec ur i ty   risk  a rises due  to  la ck  of   c om plete   isolat ion  am ong  virt ual  m a chine   instance s  r unning   on  t he  sam e  ph ysi cal   ser ver .   Ba s ed  on   Attrib ute - ba se d  sig natu re  ( ABS)   sc hem e,  auth or s   pro pose d  a  ne w  pro ve nan ce  sys tem   with  fine - grai ne d  acce ss  co ntr ol  [13].  The  use r' s  anonym ity  is  gu ara nte ed  by,  i ncor porati ng  ABS  and   gro up   sig natu re  appr oach es .  T he  us e r  acce ss  is  m ov ed  to  th e  cl ou d  se rv e r  with  broa dcast   encr ypti on  the reb y  the  com pu ta ti on   and  com m un ic at ion   ov e r hea d  f or  the  dat a  owne r  is  r e du ce d.  Th e  se cur it y  vulne ra bili ti es  li ke  Identi t y  Ma nag em ent  Syst e m s  (I DM )  ser ver   c om pr om ise ,  m ob il e  dev ic e  com prom ise ,  and   traff ic   interce pt ion   is   identifie d  in  [ 14 ]   an d  de velop e d  an  arc hi te ct ur e  cal le d  con s olidate d  ID M  (CI DM)  for  sepa rati ng   t he   auth or iz at io n  c red e ntial s  to p r even t  il le gal  ac cess  in  ca se o f  ID M  c om pr om ise   or  traf fic  in te rcep ti on. I t  a dd s  a   seco nd   la ye r  of   aut he ntica tio n  us in g  hum an - base d  chall eng e - re spo ns e   to  gu ar d  ag ai ns t  m ob il e  dev ic e   c om pr om ise .  The  e xp e rim ents   pro ve  that  c om par ed  to  t he  current  ID M   s yst e m s,  CIDM  offers  it s  cl ie nt s  with   enh a nce d  secu rity   gu ara ntee s  and   that  it   has  le ss  ene rg y  an d  com m un ic at ion   overh ea d.   T he  auth or s   inv est igate   an   appr oach  to   en su re   tr us t  a nd  pro ven a nce  i n  the  cl ou d - base d  se rv ic es   wit h  th e  help  of  dig it al   sign at ur es  us i ng   pro per ti es  or   the  at trib ut es  der iv ed  f r om   their  con str uct ion   a nd  the   so ftwa re  be ha viour .   As  se r vice  e xecu ti on   proc eeds,   the  ke ys  are  ge nerat ed  dynam i c al ly   by  the   featu res  obta ined .   A  m ul ti di m ension al   key  ge ne rati on  ap proac h  is  i ntrod uced  w her ei n  it   m a ps   from   m ulti - dim ension al   fe at ure   sp ace  directl y   to  a  key  sp ace.  An   e ntr opy  al go rithm   is   dev el ope d  to   evaluate  the  entr op y  of  the   key   sp ace  [ 15] .  A ut hors  pr opos e d  m ulti - factor  b i om et ric  fing e r pr i nt  authe ntica ti on   a nd  p r ote ct ion   ga te way [16]  in  wh ic h  the  en te rp rises  ca n  protect   their  custom er' s  s ensiti ve  data   in  a  public  cl oud  en vir on m ent.   The  a uth e ntica ti on   c red e ntial s  of  the  us e rs   will   not  be  r eveale d  t o  the   cl oud  se r vice  pro vid e r  a nd  othe r   m al ic iou s u ser s ther e by p r ovi ding h i gh  se cu rity  f or  th e u se rs  an d  at ta ins dat a p rivacy. T o pr ese rve the privac y   of   the  key  bit  of   in form at io n  from   ind oor   or   outd oor  m al ic iou s  at ta ck ers,   the  a uthor s  i m ple m ented  data   anonym iz ation  and   a dv a nce d  tok e nizat ion   a p pr oach es  as vi ta l  par t  of   prot ect ion   gate way.  In   cl ou d  com pu ti ng   env i ronm ent,  secur it y  nee ds   an  ex act   point   of   view  an d  can  be   create d  by  the  tr us t,  m itigati ng   prot ect ion   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Da t a  st or age l ock  algorit hm  wi th cryp to gra ph ic  tec hn i que s   ( Anith a  K L )   3845   towa rd s  a  t ru st ed  thir d  par ty   [17].  He re  the   auth or s  pro po sed  a  s olu ti on  by  inco r pora ti ng   PKI  ( Publi c  Key   Infr ast ru ct ur e ),  SSO   (S i ng le - Sig n - O n)   an d  LDA P  ( Lig ht weigh t  Dir ect or y  Access  P ro t oco l)  to  e nsure   authe ntica ti on ,   avail abili ty ,  integrity   and   c on fide ntial it y  of   data  an d  the  c omm un ic at ion s.  W it h  t his  sol ution,   essenti al   trust  is  su sta in e d,   by   a  horizo ntal  le vel  of  ser vic e  w hich  is  a va il able  to  al l  th e  i m plica te d  entit ie s,   wh ic h real iz es  a secu rity   m esh.   In   the  c omm o n  en vir on m ent  of   cl oud  c om pu ti ng   there   is  a  dire  nee d  f or   inc orp orat ing   cl ie nt   con t ro ll ed   enc r ypti on   ca pa bili ty   to  bri ngin  a s su re d  data  prot ect ion   a gainst  t he  pro bab le   se cur it y  ga ps   e xi sti ng  in  any  par ti c ular  cl ou d  syst em .  I m ple m entin g  a  cl ie nt  c ontrolle d  sec uri ty   strat egy  m ai nl y  le ver a ges  by  ta king   con t ro l  of  the   protect ion  of  t he  data  cl ie nt  can  deposit  in   rem ote  m achines.   As   we   di scusse d  ea rlie r   m os t   su ccess fu l  data   protect ion   is  po s sible  th rou gh   data  e ncr yp ti on   te ch nolo gy .  As  the  cl oud  syst em s  has  caught   strat egic  path s   throu gh   w hich  data  ha s  to  run  bac k  a nd   forth  f r om   cen tral   cl ou d  a rea ,  it   cal ls  fo r  sp eci fic   encr y ption - de c ryptio n  pro ces s  to  be  ge nerat ed  f or   t his  pur po se .  W e   dev el op e d  a  Data  Sto rag e  Loc k  Algorithm  w hi ch  a ddresses  th is i ssu e a nd s uc cessf ully  r eso lves the  secu rity  ch al le nges.       3.   DA T A  ST ORAGE   Cl oud  stora ge  al lows   data  ow ner s  to  rem otely  store  their  da ta   and   acce ss  them   via  netw orks  at   any  tim e  and   fro m   anywh e re.  Desp it e  the  obvi ous  be nef it s  su c h  as  im pro ved   scal a bi li ty   and   acce ssibil it y,   ou ts ourcin g  da ta   to  the  cl ou d  br i ngs  new   secur it y  issues   to  the  cl ou d  data  secur it y.  On ce  the  data   gets  ou ts ource d,   t he   dat a  owners  aband on  the  c on t ro l  over  t he   destiny  of   t hei r  data.   T he  se r ver   m ay   con ce al   data   loss  acci den ts   to  uphold  t he  r epu ta ti on  or  re j ect   the   in form at ion ,   w hich   is   not  in   us e  or  no t   oft en   acce s sed  t o  keep   sto ra ge  sp ace.  Cl oud  as   a  new   way  to  red uc e  the  co m plexit y  and   costs  an d  face  it   m uch   bette r  in  this   econom y.  In   the  case  of   t ra diti on al   c om pu ti ng,  set up  re qu i res  the  us e r   to  be  i n  the  s a m e  place  where  the   dev ic e,  is  locat ed  w her ei n  the   cl ou d  al lo ws  you  to  sto re,  a ccess  and   m odify   your   data  f r om   any  locat ion   with  your  intern et - e nab le d  de vice.   The  inf or m at i on   st or e d  on  a   local   com pu te r  can  be  kep t  on   to  t he  cl oud  an d  acce ssed  f ro m   any  com pu ti ng  dev ic es.  T he  us er  do e s  not  know  w her e  th e  data  gets  sto red,  how  sec ure  the  data  will   be.     Au th ors  pro pose d  sm art   c l oud  arc hitec tu re  cal le d  S m a rt  Cl ou d  Data   Ma nag er  [ 18]   wh ic h  handles  sec ur it y  issues  in  the   cl oud.   A uthe ntica ti on ,  a uthorizat io n,   data  sp li tt ing ,  enc r ypti on ,  data  ba ckup,  data  acce ss  c ontr ol  rig hts  by   ver ific at io n  ne eds  to  e nsure   for  prov i ding  m or e  secur it y  for  the  data.  I n  [ 19] ,   the  auth ors  pr opos e d  arc hitec ture  f or  exa m ining   w heth er  secu rity   m et rics  in  a  secur it y  SLA   ha s  m et .   More ov e r,   the se  structu res  ne ed  to  be  s ecu red.  He nce  to  ens ur e  the  sa f et y  of   the  data ,  en d  us e rs  w ho  are   acce ssing  the  cl oud  ser vices  hav e  t o  a naly ze  their  data  ho w  se ns it ive  it   is  an d  ho w  m uch   sec ur it y  it   needs.  Ther e f or e  it   is   necessa ry  to  us e  e ncr ypti on  sta nd a rds  to  s ecur e  our  ver y   se ns it ive  data  befor e   outso urci ng   to clo ud.   Cl oud  com pu t ing   is  ra pid ly   beco m ing   a  m ai ns ta y  in  t od ay ' s  dig it al   world  beca us e  of  it s  gr eat er   flexibili ty ,  ease  of   acce ss ,  and   ca pacit y  com par ed  to  tradit ion al   st orage  a nd   data   sh ari ng   m eth ods .   Be fore  putt ing  data  onto  t he   public  cl oud,   the  cl oud  us e r  sho uld   e nsur e  the  ty pe  of  data  or  ap plica ti on  (whethe r   it   is   sensiti ve  or  no t ),   sec uri ty   env i ronm ent  pro vid e d  for  da ta   stora ge  a nd  the   ser vice - le vel   agr eem ent.  Th eref or e ,  seve ra l  safety   m easur es  ha ve  to  be   set   up ,  t o  sur viv e  with  the  new ly - visible  cl oud  con ce r ns ,  nam el y  ou ts ourcin g  e ncr y pted  da ta   and  pe rio dic al ly   check i ng  d at a  i nteg r it y  and   a vaila bili ty .   Fo r  e xam ple,  storing  e ncr y pt ed  data  yi el ds   to  be  a  c um ber so m e  key   m anag em ent   and   acce s s  c on t ro l,   and   re gu la rly   check i ng  m ass ive  am ou nts  of  data  ti ghte ns  the  ba ndwi dth   co nsum ption.  So m e  crypto gr a phic   te chn iq ues   ne eded   for  e ns uri ng  secu rity   and   pr i vacy  in  cl ouds.  W e   can  us e  e nc r ypti on   te ch niques  f or   protect ing data  in  m ulti te nan t env i ronm ents as w e  don' t ha ve  full  contro l .     4.   PROP OSE D MO DEL   ( D A TA  S TOR AGE LOC K AL G ORIT HM)   Let   us   ass ume   that  there  are  n  data  ce nters;  dc 1,   dc 2, … …, dcn   a nd  sto rag e  s pa ce  as  ss1 ,   ss2 , ……,s sn.  The  us e r  acce ssing   the  cl ou d  ser vice  has  to  reg ist er  the   cl ou d  wit h  sign at ur e  in for m at ion .   The dat a cla ssi fies into  tw o: c onfide ntial  d at a (c d)  a nd  non - confide ntial  d a ta  ( nd) .    In it ia li zat ion     −   Data Ce nt er:  dc   −   Stor a ge Space:  ss   −   Pr ivate   Key:  P k.       −   Secu reK ey : s K EY   −   Inp ut d at a:   data.   −   Confide ntial  dat a:  cd   −   Ci ph er  Te xt: C1,  C 2   −   Crypto gr a phic   has h  f unct ion :  Hs ()   −   Transp or t  Lay er S ec ur it y:  TL S   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   3 8 4 3   -   3 8 4 9   3846   Steps   1.   Use r: in pu ts   sign at ur e i nfo.   2.   Key  Gen e rat or :  Pass= nu m eric (s i gn at ur e i nfo)                  −   Pk =  Hs ( pass, r andom  ( ))   −   return  (Pk)  to u ser   −   store (P k) to C SP.   3.   Use r:  L ogin  ( P k)       if ( a uth e ntica te d)                    Bi ll ing f or sto rag e  sp ac e     el se                    go to  ste p 1.   4.  CS P: sto re(P k,   dci,  ssi)   wh ere i=1 ,2,…. ,n.   5:  Us er: if  (data ==c d) {            a )  C 1=E ncry ptAES ( data,  KA E S)                        b) s KEY = Enc rypt RSA(K AES   , R SA pu b)                   c )  C 2= HMAC(Mes sa ge) +C 1         }   el se   c=encry pt (dat a)  us in g  TL S i n  se rv e r  si de.   6.  Cl oud St or a ge: Sto re e ncr y pted data .   7.   For  dow nlo a ding   the  d at a , t he user  h a s to   be  a uth e ntica te d usin g  t he pri vate k ey   Pk.   If authe ntica ti on is  su ccess fu l,  the  us er  g et s  en c rypted dat a.   8.   The  u se r  ca n use  sK E Y an d dec ryptio n  al gorithm s to  ret rieve the  origi na l data.       a)  KA E S =  De cryptR SA(s KE Y,  RS A pr i)     b)   data =  D ec r yptAES  ( C 1,   K AES)       Figure  1  sho ws   the  sec ure  data  stora ge   an d  F igure  2  s hows   the  c onsu m er  a ccessi ng  cl ou d  serv ic es   to   dow nlo a d  data.  Th e author s [ 20]  p r opos e d  a w ork flo w  of th e u ser  acce ssi ng the cloud  se r vices for  secu r e d at a  stora ge  by  us i ng   the  pr i vate  key.  Her e  we   us e  our  pr opos e d  "Data  Stor a ge  Lo ck  A lgorit hm "  to  pr ovid e   secur it y  f or  th e  co nf i den ti al   data.  In  D SLA,  the  us e r  has  t o  in put  sig natu re  in form at ion .  The   key  ge ne rato r   gen e rates  a   pri vate  key  by   usi ng  the   crypt ogra ph ic   has h  functi on .  The   us ers   as   well   as  the   Cl oud  Ser vice  Pr ovi der   (C SP ),   get  the  pr i va te   key  of   the  use r  to  pr ov i de  m or e  secur it y.  The  CSP  ide nt ifie s  the  us er  by   the   pr i vate  key.  CSP  m ai ntains  a n  in dex   ta ble  c on sist s  of   pr i va te   key,  datace nter  id,  st or a ge   sp ace  id.  T he   us er   can  lo g  into  th e  cl oud  by  us i ng  the  pri vate  ke y  and   can r eq uest  f or   the  sto rag e  s pace  by p ay - as - you - go  m od el .   The  CS P  ver ifi es  the  pr i vate  key  an d  al lo cat es  the  blo c k  of  sp ace   re qu i red  by  the   use r.  N on - c onfide ntial   dat a   sh oul d  be  e ncry pted,   by  us i ng  TLS .  Ma ny  s tora ge  ser vice  pro vid er s  us e  TLS.  T he  c onf identia l  data  ne eds  t o  be  e ncr y pted,  in  cl ie nt  si de  be fore  up l oa ding  to   the   cl oud  stora ge.   The refor e   we   nee d  t o  create   a   secu r e   key   (sK E Y )  f or the  confi den ti al  dat a encr y ption.           Figure  1. Sec ure data  st or a ge       Figure  2. Use r a ccessi ng clo ud se rv ic es  to d ownloa d  data       In  D SLA,  we  i nteg rate  A ES  [ 3]  al gorithm   and  RS A  al go rithm   [5 ]   to  pro vid e   m or e  sec ur it y  f or  our   data.  I n  the  fi rst  phase,  we  gen e rate  a  ke y  by  encr ypti ng   AES   key  and   RS A  public  key  by  us i ng  RS A   al gorithm .  In   the  seco nd  pha se,  the  data  w il l  be  encr ypte d,   by  us in g  A ES  al gorithm .  The n  the  enc r ypte d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Da t a  st or age l ock  algorit hm  wi th cryp to gra ph ic  tec hn i que s   ( Anith a  K L )   3847   m essage  can  be   up l oad e d  to  the  cl oud  st orage.  As  we  use   encr y ption   s ta nd a rd   t o  enc rypt  the  c onfiden ti a l   data,  the  data  sh oul d  not  be  delet ed,   m od if ie d  or   fa bri cat ed  duri ng   sto r age.  O nly  authen ti cat ed  us e rs  can   acce ss   the  data   stora ge  s pace  there by  no  data  le akag e   duri ng  sto rag e .  T he   le gitim at e  us er  can   acce ss  t he  data  at   any  tim e  fr om   any  co m pu ti ng   de vice.  To  pro vi de  integrity   to  the  encr y pted  data,   hash - ba sed  m essa ge   authe ntica ti on   cod e  (HMAC ) [21]  is  us ed  to a tt ach  a m essage alo ng  with e ncr y pted data .    Fo r   do wn l oad i ng   t he  data,  th e  us er   has   to  lo gin   us in g  the   pri vate  key  (Pk) .  The  pri vate  ke y  locks  t he   stora ge  sp ace  for  a  us er .  Th e  CSP  check s  the  ind e x  ta ble  fo r  P k.   I f  f ound,  the  data  center  id  ( dci)  a nd   th e   stora ge  sp ace  id  (ssi),   is  ide ntifie d.   T he  use r  can  do wn l oad   the  data  f ro m   the  data  center.  Fi gure   5   and   Figure  6   s how s  the  tim e   ta ken   for  enc ryptin g  an d  decr y pting   the  data  of   var i ou s  siz es  usi ng   D SL A.   D SLA  pro vid es  a n  ef f ic ie nt  locking  syst e m   and   en crypti on  ap pr oa ch  that  does  not  pro duce  sig nificant  ov e rh e ads,   as   well   as  e ns ure s  data  a vaila bi li ty   and   retrie val.  And  al s o  it   pr e ven ts  cl oud  pro vi der s  a ccessi ng  the  use rs'  or i gin al   data.       5.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   In   e ver y  ap pro ach  de velo ping   a  si m ulati on   env i ronm ent  is  ver y  vital   inor der   to  ver i fy  th e  propose d  al gorithm s  and   it s  per form ance.  To  te st  this  cl ie nt  con tr ol le d  encr ypti on  schem e  in  cl oud  en vir on m ent  an   exp e rim ental   i m ple m entat ion   an d  perf or m ance  eval uati on  of  Data  Sto ra ge  Loc k  Algorith m   is  arr ive d  at   us i ng   Ecl ipse IDE a nd  j ava .   Fi gure  3   a nd Fig ure  4   sh ows  en c rypti ng and  uploa din g a  file  u sin g DSL A  al gorith m .              Figure  3. Enc r ypti ng   file  u si ng  DS L A  al gorithm     Figure  4. Data  up l oad e d usi ng D SL A  al gori thm       Mult il evel  config ur at io n  of  s ecur e  data  m a nag em ent  and   Data  Sto rag e  Loc k  Al gorith m   (D SL A)   t o  store  c onfide nt ia l  data  that  prov i de  hi gh e r  de gr ee  of   sec ur e  data  stora ge  in  cl oud  c om pu ti ng.  T he  co m plex   par a dig m  o f  cl oud per f or m ance and  us er e ngagem ents of  va r io us  levels  of  inter - nodal tra ns act io ns , m it i gation  of   data  le ak   is  a  vital   chall eng e .  T o  e nsu re  im pr ov e d  s ecur it y  an d  c onfide ntial   le ve l  on  pri vate  data,   encr y ption   al gorithm s  are  en gag e d  in  a  m ul ti - le vel  config ur at io n  bet wee n  the  us e r  en d  and   th e  cl oud  c lusters.   Confide ntial   da ta   can  be  st ored  a nd  retrie ve d  from   cl ou d  with  suffici en t  secur it y  m anag em ent,  wh ic h  is  i n  high  dem and  tod ay   f or  e nter pr ise   c ompu ti ng  inte gr a ti on .  T he  res pons e  is  scal able  with  high - s pee d  process or s ,  a nd  to   est im a te   t his  res ponse ,  s a m ple  runs  we re  do ne,   on  lo wer   le vel  proc essors.  Ta ble  1  a nd   T able  2  s hows  the  encr y ptio n  and   decr y ption  tim e   fo r  the  file   siz e  in  kilo  by te s  and   m ega  byte s.  Fig ur e  5  an d  Figure  6  sho w s  on e  of  the  r esp on se  grap hs  for  enc rypti on   a nd  dec ryp ti on .  T he  init ia l  load  gi ven   is  10   kilob yt e,   an d  it   syst e m at ic ally  i m pr ove d  to   5  m egab yt es.  T he  respo ns e  i ndic at es  that  th e   tim e  con s um e d  for  a  higher  am ou nt o f  data on the d ead  weig ht d a ta  o f  10  k il oby te s is  m arg inall y s m a ll . I t ensu res  that ov e rlo adin g  the  data  into   hig h - sec ur it y  storag e  a nd   processin g  will   no t  co nsum e  m uch   tim e  aff ect ing   the  total  perform ance o f  the  j ob e xec ut ed by t he  cl oud p ro ces sors.   It  pro ves  t hat  ve ry  low  le vel  of  ove rh ea d  is  a dd e d,  by  DS L A  a ppro ac h  on   co nf ide ntial   da ta .  Here  w e   app li ed  a  ne w  m et ho d  of   dee per   le vel  secu r it y  lock  pro vis ion s  on  co nf i de ntial   data  of  bu si ness  e nter pr ise s  and  hi gh - sec uri ty   insti tuti on s  su c h  that  t he y  can  go vern  the  co nf i de ntial it y   of   data  s toring  a nd  retr ie val.   To  reali ze  this  appro ac h  w e  us ed  c om bi nations  of   sta nd a r d  ap pr oac hes  to  secu rity   li ke  AES   and   R S A   al gorithm s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   3 8 4 3   -   3 8 4 9   3848   Table  1 .   E nc ryption an d dec r ypti on   of  data  of f il e size  in   KB usi ng  DS L A   File Size  ( in  kilo  bytes)   Encry p tio n  ( in   m s)   Decr y p tio n  ( in   m s )   10   295   15   50   295   15   100   296   16   150   296   16   200   296   16   250   296   16   300   296   16       Table  2 .   E nc ryption an d dec r ypti on   of  data  of f il e size  in   MB  u sin g DSL A   File Size  ( in   m eg a  b y tes)   Encry p tio n  ( in   m s)   Decr y p tio n  ( in   m s )   1   296   16   2   297   16   3   297   17   4   297   17   5   298   18           Figure  5. Enc r ypti on  a nd  dec ryptio n of   data  of  file   siz e (in   kilo  b y te s)       Figure  6. Enc r ypti on  a nd  dec ryptio n of   data  of f il e  siz e (in  m egaby te s)       6.   CONCL US I O N   In   this  pa pe r,   we  presente d  issues  in  cl ou d  com pu ti ng  su ch  as  sec ur it y,  serv ic e  avai la bili ty   and   authe ntica ti on .   The  spotl igh t  of   the  pap e r  is  the   introdu ct i on   of   Data  Sto rag e  L oc k  Algorithm   (D SL A ).   This   al gorithm   is  us ed,   for  the  sa fe   stora ge  of  c onfide ntial   data  onto  the   cl oud.  Her e  we  c heck  the  aut hen ti ci ty   of   a   us er  who  acce sses  the  cl oud  stora ge  by  us i ng   the  pr i vate  key  (Pk)  wh ic h  is  stor e d  ont o  the  Cl oud  S erv ic e   Pr ovi der .   The   pr i vate  key  is  us e d,   f or  loc ki ng   t he  st or a ge   sp ace  al locat e d  to  a   us e r  in   any  data  ce nte r.   T he   us er   can   do wnload  or  acce ss   their  data  at   any  tim e  by  usi ng  the  pr i vate  key.  The   fas t  retrieval  of  da ta   i s   po s sible  by  m a intai ning  a n  ind e x  ta ble   in   the  Cl ou d  S erv ic e  Prov i de r.   It  ena bles  a  scena rio  i n  wh ic h  confide ntial   data  can  be  store d  an d  retrie ve d  from   the  cl ou d  with  suffici ent  secur it y  m anag em ent  with  data  encr y ption ap proac hes.       REFERE NCE S     [ 1 ]   G.  Boss ,   P.  Mall adi,  D.  Q uan ,   L.   L egr egni,H.   Hall .   Cloud  C omputing ,  2007 .   ww w.i bm . com/  deve lop erworks/  websphere /z on e s/hipods/   [ 2 ]   Nati ona l  Bure au   Of Sta nda rds NIS T.   Dat a enc r y p t ion  stand a rd  (d e s).  Technol og y , 4 6 - 3(46):1 - 26,   19 99.   [ 3 ]   N  FI PS .   197:  A nnounci ng  the   a dvanc ed  en cr y pt ion  standa r d  (aes )  Te chnol og y   La bora tor y ,   Nat iona l  Ins ti tu te   o f  Standa rds,  2009 ( 12):8 - 12,   2001 .   [ 4 ]   W .   Diffie a nd   M.  Hel lman.   New  dire c ti ons i n   cr yptogra ph y ,   1976.   [ 5 ]   R.   Riv est,   A .   Sh amir,   and   L .   Ad le m an.   “ A  m et h od  for  obt ai ning   digi t al  signat ur es  and  p ub li c - k e y   cr y ptos y s te m s.   Com m un, ”   ACM ,   21(2):120 - 126,   1978.   [ 6 ]   D.  Hanke rson,  A.  Mene ze s,  and   S.  Vanstone.   “ Guide  to  El l ipt i c   Curve  Cr y ptogr aph y , ”   Spring er - Verl ag  New  York,  Inc . ,   Sec auc us,   NJ ,   US A,  2003.   [ 7 ]   S.  Kam ara   and  K.  La u te r .   “ Cr yptogra phi c  c lou d  storage , ”   In  P roce edi ngs  o f  th e   14th   Inte rnat i onal  Confe r enc e   on  Fi nanci a l  Cryp t ography  and  dat a  sec urit y ,   F C' 10 ,   Ber li n ,   He ide lb erg ,   Spring er - Ve rla g ,   2010 .   [ 8 ]   R.   Chow,  P.  Golle,  M.  Jakobss on,   E.   Shi ,   J.  Sta ddon,   R.   Masuoka,   and  J.  Molin a.   “ Control l ing  dat a  in  the   c lou d:   outsourci ng  co m put at ion  with out  outsourci ng   cont rol , ”   In  P roce edi ngs  of  t he  2009  ACM  workshop  on  C loud  computi ng  se curit y ,   p age s 85 - 90 .   ACM ,   2009.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Da t a  st or age l ock  algorit hm  wi th cryp to gra ph ic  tec hn i que s   ( Anith a  K L )   3849   [ 9 ]   N.  Kaa ni che,  A .   Boudguig a,  an d  M.  L aur en t.   “ ID  base d  cr y p t ogra ph y   for  cl o ud  data  storag e , ”   In  I EE E   Si xth   Inte rnational   Co nfe ren c e  on   Clo ud  Computing, S anta  Clara ,   CA, U SA ,   Ju ne  28 - Jul y   3,   2013,   pag es  375 - 382,   2013.   [ 1 0 ]   N.  Kaa ni che   an d  M.  L aur ent.  “ A  sec ure   cl i ent - side  deduplic at i on  sche m e  in  cloud  storage   env ironments , ”   In   6 th  Inte rnational   Co nfe renc e  on  N e w  Technol ogi es,   Mobil i ty   and   Se curit y ,   NT MS  20 14 ,   Dubai ,   Unit e d  Arab  Emira te s ,   Ma rch   30 - April   2,   2014 ,   pag es  1 - 7,   2014 .   [ 1 1 ]   N.  Kaa nic h e,   M .   La ur ent,  and  M.  El   Barbor i .   “ Clouda sec :  A  Novel  Public - k e y   Based  Fram ework  to  Handle   Da ta   Sharing  Secur ity  in  Clouds , ”   In  Proce ed ings  of  t he  11th   Inte rnat ional   Conf ere nc e  on  S ec urit y  an d  Cryptography  -   Vol ume  1:   SEC R Y PT,   ( ICETE  2014)   ISBN   978 - 9 89 - 758 - 045 - 1,   p age s 5 - 18 ,   2014 .   [ 1 2 ]   Abdul  Nasir  Kh an,   M.L .   Mat  Kiah,   Sam ee   U.  Khan,   Sajjad  A.  Mada ni.   “ Towa r ds   sec ure   m obil e  cl oud  computi ng:   A  surve y , ”   Futur e  Gene ration   Computer  Syst em s ,   Volum e  2 9  Iss ue  5,     Pa ges  1278 - 1299.   El sevi er  Sci en ce  Publishers  B.   V .   Am sterda m ,   T he   Nethe r la nds,   Th e  Neth erlands,   J ul y   2013 .   [ 1 3 ]   Jin  Li   ,   Xiao fen g  Chen,   Qiong  Huang,   Dunc an  S.  W ong.   “ Digit al   prove n anc e :  Ena bli ng  se cur e   dat a  for ensic s  i n  cl oud  computing , ”   Fut ure   Gene r ati on  Comput er  Syste ms ,   Volum e  37,   Pages 259 - 266 ,   Jul y   2014 .   [ 1 4 ]   Iss a  Khali l ,   Abd al l ah  Khrei shah ,   Muham m ad  Aze em.  “ Consolida t ed  Ide n ti t y   M an age m ent   S y stem   for  sec u re  m obi le  cl oud  computing , ”   Comput er  N e t works ,   Volum e 65,  Pages   99 - 11 0 ,   June   2014 .   [ 1 5 ]     Bin  Ye,   Gar et h  How el ls,  Mus ta f a  Hac iosm an  an d  Frank  W ang.   “ Multi - dimension al   ke y   gen era t io n  of  ICMetrics  f or   cl oud  computing , ”   Journal  o f  Clo ud  Computing A dvanc e s,   Syst ems and  Applicatio ns ,   vol.   4 ,   no.   19 ,   2015 .   [ 1 6 ]   Naga raj u ,   S .   &  Parthi ban , “ Truste d  fra m ework  for  onli ne  banki n g  in  publi c  cl ou d  using  m ult i - fac tor  aut h ent i ca t i on   and  priv acy   prot ec t ion   ga te wa y , ”   L. J  Cloud   Comp ,  vol .   4 ,   no .   22 ,   2015 .   [ 1 7 ]   Dim it rios  Zi ss is,   Dim it rios   L ekk as.   Address ing  c loud  computing   sec urity ”,  Fut ur e  Gene rat ion  C omputer  Syste ms   Volum e  28,   Iss u e  3,   Pages  5 83 - 5 92. ,   Marc h   2012 .   [ 1 8 ]   Anitha   K  L ,   T . R .   Gopal akr ishna n  Nair .   “ A  Sm art   Cloud  Arch it e c ture   to   handle  S ec uri t y   Iss ues  an d  Vulner abilities  in  Cloud , ”   IEE E   spons ored  Inte rnational   Conf ere nce   on  In ve n ti v e  Computati on  T ec hnolog ie s  ( ICICT) ,   Coim bat ore ,   Publisher:   I EE E ,   Volum e  3,   pag e s 1 - 6.   DO I:   10 . 1 109/INVENTIVE. 2016. 7830166 ,   2016 .   [ 1 9 ]   SA   de  Chave s,   C.   B.   W estph al l ,   and   F.  R.   La m in.   “ SLA  Perspec ti v e  in   Secur ity   Ma n ag ement  for  Clou d   Com puti ng , ”   6 th   Inte rnat ional   C onfe renc e  on   Ne tw orking  and   Se rvic es  ( ICNS) ,  IEE E ,   p age s 212 - 217 ,   2010 .    [ 2 0 ]   Anitha   K  L ,   T . R.   Gopal akr ishn an  Nair ,   “ Secur e  Cloud  Da ta   St ora ge  with   Cr y p togra phi c  Int erv ent ion  for   pre m i er   ent erp r ise  da ta ” ,  Global   Journal  of  Eng ineering   Scienc e   and  R ese arche s,  ICRTCET - 2018 ,   ISS N:  2348  –   803 4,   Pg.No:  714  –   72 0 ,   Mar ch  2019 .    [ 2 1 ]   Arasu,  S.  Ez h il ,   B.   Gow ri,   and  S.  Ananthi .   "P ri vacy pre serv ing  publi c  audi t ing  i n  cl oud  using  HM AC  al gorit hm . "  Inte rnational   Jo urnal  of Re ce nt   Te chnol ogy   and  Engi ne ering  ( IJ RTE) ,   2013 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS          An itha  K .   L .   is  a  rese ar ch  schol ar  in  the   Dep artm ent   of  Com put er  Scie n ce ,   Bh ar at hi ar  Univer sit y,   Coim bat ore ,   Ind ia .   Anith a   K  L  r ec e ive d  post  gra duat e  degr ee   in  Master   of  Com p ute r  Applicati on s  and  B. Sc .   d egr e e  in  Com put er  Scie nc e  from   th e  Univer si t y   of   Kera l a.  Her  r e sea rch   int er ests  inc lud e  c loud  computing  sec urity ,   virt u al i zation,  data  ce nt er  ne tworking   and  d istri but e d   comput ing.           T.   R.  Gopalakr ish nan   Nair ,   a  Fell ow  of  Institution  of  Eng ineers,  has  34  y e ar s  of  expe rie n ce   in   profe ss iona l  f ie l d  sprea d  ov er  R ese arc h ,   Industr y   and  Educ a ti on .   Curre n tly ,   he   i s  the   R ec tor   fo r   Raj ar aj eswar y   G roup  of  Instit uti o ns i n  India .   He  was   the   Aram co  Endowed  Chai r  i n  Te chnol og y   in   PM   Univer sit y ,   KS A.  He  holds  degr ee s  M.T ec h .   (I. I. Sc. ,   Indi a)  a nd  a  Ph.D.  in  Com pute r  Scie nc e .   His  are as  of  int e rest  inc lud e  Advanc ed  ne tworks,   Cognit ive   S y st e m s  and  Multi disci pli n ar y   studie s  inc ludi ng  Bra in   and  p h y sical  sy stems .   He  is  a  senior  m ember   of  IEE E,   ACM   and  few  oth er   profe ss iona l  bod ie s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.