I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo r m a t ics a nd   Co mm u n ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l. 8 ,   No . 2 ,  A u g u s t   201 9 ,   p p .   77 ~ 86   I SS N:  2252 - 8776 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ict. v 8 i2 . p p 7 7 - 86          77       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JI C T   A secure  dedu plic a tion sche m e  for  encryp ted  data       Vis ha l P a s s ric ha 1 ,   Ash i s h C ho pra 2 ,   P o o j a   Sh a r m a 3 ,   Sh u bh a ns hi Sin g ha l 4   1, 2 A ss istan t  P r o f e ss o r,   Na ti o n a l  In sti tu te o f   T e c h n o lo g y ,   In d ia   3 L e c tu re r,   G o v e rn m e n t  Co ll e g e   fo r  W o m e n ,   In d ia   4 A s sista n t  P ro f e ss o r,   T ERi i. ,   Ku r u k sh e tr a   Un iv e rsity ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 2 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma r   2 5 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   20 ,   2 0 1 9       Clo u d   sto ra g e   (CS )  is  g a in in g   m u c h   p o p u larity   n o w a d a y s  b e c a u s e   it   o f f e rs   lo w - c o st  a n d   c o n v e n ien t  n e tw o rk   sto ra g e   s e rv ic e s.  In   th is  b ig   d a ta  e ra ,   th e   e x p lo siv e   g ro w th   in   d ig it a l  d a ta  m o v e s  th e   u se rs  to w a rd s  CS   to   sto re   th e ir  m a ss iv e   d a ta.  T h is  e x p lo siv e   g ro w th   o f   d a ta  c a u se s  a   l o t  o f   sto ra g e   p re ss u re   o n   CS   s y ste m s  b e c a u se   a   lar g e   v o lu m e   o f   th is  d a ta  is  re d u n d a n t.   Da ta  d e d u p li c a ti o n   is  a   m o st - e ff e c ti v e   d a ta  re d u c ti o n   tec h n i q u e   t h a t  id e n ti f ies   a n d   e li m in a tes   th e   re d u n d a n t  d a ta.  D y n a m i c   n a tu re   o f   d a ta  m a k e s  se c u rit y   a n d   o w n e rsh ip   o f   d a ta   a s  a   v e r y   im p o rtan t  issu e .   P r o o f - of - o w n e rsh ip   sc h e m e s  a re   a   ro b u st  w a y   to   c h e c k   th e   o w n e rsh ip   c laim e d   b y   a n y   o w n e r.   Ho w e v e r  to   p ro tec t  th e   p riv a c y   o f   d a ta,  m a n y   u se rs  e n c r y p t  it   b e f o re   sto rin g   in   CS .   T h is  m e th o d   a f f e c ts  th e   d e d u p li c a ti o n   p ro c e ss   b e c a u se   e n c ry p ti o n   m e t h o d s   h a v e   v a r y in g   c h a ra c teristics .   Co n v e rg e n t  e n c ry p ti o n   (CE)  sc h e m e   is  w id e ly   u se d   f o r   se c u re   d a ta  d e d u p l ica ti o n ,   b u t   it   d e stro y s  th e   m e ss a g e   e q u a li ty .   A lt h o u g h ,   Du p L ES S   p r o v id e s  stro n g   p riv a c y   b y   e n h a n c in g   CE,   b u t  it   is  a lso   f o u n d   in su f f icie n t.   T h e   p ro b lem   w it h   t h e   CE - b a se d   sc h e m e   is  th a t  th e   u se r  c a n   d e c r y p t  th e   c l o u d   d a ta  w h il e   h e   h a s  lo st  h is   o w n e rsh ip .   T h is  p a p e r   a d d re ss e s  th e   p ro b lem   o f   o w n e rsh ip   re v o c a ti o n   b y   p ro p o si n g   a   se c u re   d e d u p li c a ti o n   sc h e m e   f o r  e n c ry p t e d   d a ta.  T h e   p r o p o se d   sc h e m e   e n h a n c e s  th e   se c u rit y   a g a in st   u n a u t h o r ize d   e n c ry p ti o n   a n d   p o is o n   a tt a c k   o n   th e   p re d icte d   se t  o f   d a ta.   K ey w o r d s :   C lo u d   Sto r ag e   C o n v er g e n t E n cr y p t io n   Ded u p licatio n   P r o o f - of - O w n er s h ip   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh u b h a n s h i Si n g h al,     Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g i n ee r in g ,   T ec h n o lo g y   E d u ca tio n   an d   R e s ea r ch   I n te g r ated   I n s ti tu te,   Ku r u k s h etr a,   Har y a n a,   I n d ia.   E m ail: S h u b h a n s h i1 7 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   t h is   d i g ital   er a,   th e  d ata   is   g r o w i n g   at  a n   e n o r m o u s   r ate  h en ce   th e   w o r d   ‘ B ig   Data ’   i s   in tr o d u ce d .   So cial  n et w o r k s   a n d   m o b ile  co m p u ti n g   s y s te m s   ar e  m aj o r   p la y er s   in   g en er ati n g   B ig   Data .   T h e  1 6 . 1   Z B   o f   d ata   w a s   p r o d u ce d   in   2 0 1 6 ,   an d   it  i s   esti m a ted   th at  n ea r l y   1 6 3 . 2   Z B   o f   d ata  w il l  b e  p r o d u ce d   i n   2 0 2 5   [ 1 ] .   T o   s to r e   th is   h u g e  v o l u m e  o f   d ata,   clo u d   s er v ices  p r o v id e  th e  clo u d   s to r ag e  ( C S)  th at  ar e  s et - u p   at  d if f er en t  g eo g r ap h ical   lo ca tio n s .   C S  is   h i g h l y   p r e v ale n t n o w ad a y s   b ec a u s e  it  o f f er s   lo w - co s t  a n d   lo ca t io n   i n d ep en d en t  v ir t u al  s to r ag e  an d   p r o ce s s in g   r eso u r ce s   [ 2 ] .   T h e  v o lu m e  o f   d ata  i s   r is i n g   ex p o n en tiall y .   He n ce ,   clo u d   s er v ice  p r o v id er s   ( C SP )   ar e  r eq u ir ed   to   ad o p t  s o m e  tec h n iq u es  f o r   m an a g i n g   d is k   s p ac e  an d   en h a n ci n g   r eliab ilit y .   Data   d ed u p licatio n   is   a  tech n iq u e  t h at  id en t if ie s   an d   eli m i n ate s   th e  r ed u n d an t   d ata  an d   s to r es  an   o n l y   s in g le  in s ta n ce   o f   it.  I t   i m p r o v es  b o t h   s a v i n g s   o f   s to r ag e  s p ac e  a n d   n et w o r k   b an d w id t h   [ 3 - 5 ] .   Dr o p b o x   [ 6 ] ,   Go o g le  Dr iv e   [ 7 ] ,   an d   I Dr iv e  [ 8 ]   h av e  also   ad o p ted   d ed u p licatio n   tec h n iq u es to   r ed u ce   r eso u r ce   co n s u m p tio n .   C S  s ec u r it y   i s   also   a  c h alle n g in g   is s u e.   C S   ad o p ts   v ar io u s   d ata   in te g r it y   ch ec k i n g   s c h e m e s   f o r   s ec u r it y ,   b u t  clien t - s id e  d ed u p licatio n   al w a y s   ar is e s   s ec u r it y   i s s u es.  M alicio u s   u s er s   m a y   d o w n lo ad   a n y   f ile  b y   c h ea tin g   th e  clo u d   s er v er   ( C SS ) .   P r o o f - of - o w n er s h ip   is   t h e  h ig h l y   ad ap tab le  ap p r o ac h   f o r   s ec u r e  clie n t - s id e   d ed u p licatio n .   B y   th i s ,   th e  o wn er   ca n   ef f ec t iv el y   p r o v e  to   clo u d   s er v er   h i s   o w n er s h ip   th at  h e  in d ee d   h o ld s   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  8 ,   No .   2,   A u g u s t   201 9   :   77 –   86   78   w h o le  f ile.   T h e  cu s to m er   u s u all y   e n cr y p t s   h is   p r iv ate  d at a  w it h   h i s   o w n   en cr y p tio n   k e y   an d   u p lo ad s   th e   en cr y p ted   d ata  to   C S  to   p r eser v e  h i s   p r iv ac y .   R an d o m iza tio n   in   e n cr y p tio n ,   i.e . ,   d if f e r en t  k e y s   g e n er ate   d if f er e n t c ip h er te x t  f o r   th e  s a m e  d ata  lead s   to   in f ea s ib ilit y   i n   d ed u p licatio n .   C o n v er g e n t  en cr y p t io n   ( C E )   is   a  g o o d   s o lu tio n   to   th is   p r o b le m .   I n   C E ,   th e  en cr y p tio n   k e y   is   d er iv ed   f r o m   th e  d ata  its el f   f o r   en cr y p t io n   [ 9 ] .   T h er ef o r e,   ev er y   u s er   h av i n g   th e  s a m e  d ata  w ill  g e t  th e  s a m e  cip h er te x t.   B y   t h i s ,   d ed u p licatio n   o f   e n cr y p ted   d ata  is   m ad e  p o s s ib le.   T h e  m aj o r   s ec u r it y   f la w   i n   C E   is   th at  k e y   d er iv a tio n   p r o ce s s   is   d eter m in i s tic,   i.e . ,   s a m e  f ile s   al w a y s   d er iv e  t h e  s a m e  e n cr y p tio n   k e y .   I f   attac k er s   g e t  t h e  k e y ,   th e n   C E   b ec o m es  w o r t h les s   [ 9 ] .   T h e  p r o b lem   o f   C E   is   s o l v ed   b y   D u p L E S S  [ 1 0 ]   b y   p r o v id in g   a  r o b u s t  s ec u r it y   s ch e m e.   Ho w e v er ,   in   ea r l y   p r o p o s ed   C E   s ch e m e s   in cl u d i n g   Du p L E SS ,   a  u s er   m a y   d ec r y p t  th e  d ata  af ter   lo s in g   h is   o w n er s h ip   o f   u p lo ad ed   d ata,   i.e . ,   o w n er s h ip   r ev o ca tio n .   I n   th is   p ap er ,   a  s ec u r e  d ed u p licatio n   s ch e m e  is   p r o p o s ed   to   s to r e  en cr y p ted   d a ta.   I t  e n s u r es  th e   au th o r ized   ac ce s s   to   t h e  s h ar ed   d ata  w h ic h   i s   e x a m in ed   a s   a  m aj o r   ch allen g e  f o r   s ec u r e  a n d   e f f icien t  C S  s er v ice s   [ 1 1 ] .   T h e  o w n er s h ip   ch an g es  d y n a m ical l y   h e n ce   ea ch   o w n er s h ip   g r o u p   is   h an d led   b y   a  g r o u p   k ey   m an a g e m en t   m ec h a n i s m .   T h e  p r o p o s ed   s ch e m e  g u ar an tee s   n o   lea k i n g   o f   an y   co n f id en tia l  in f o r m a tio n .   T h e  p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s :   r elate d   w o r k   is   g i v en   in   s ec tio n   2 .   Se ctio n   3   d escr ib es  t h e  s y s te m   m o d el  a n d   s ec u r it y   r eq u ir e m en ts .   C h ap ter   4   ex p lain s   t h e  p r eli m i n ar ies  an d   n o tat io n s .   T h e   p r o p o s ed   s ec u r e  d e d u p licatio n   s c h e m e   is   d em o n s tr ated   in   s ec tio n   5 .   T h e  s ec u r it y   r esu lt s   o f   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  ar e  d escr ib ed   i n   s ec tio n   6 .   Fin all y ,   s ec tio n   7   co n cl u d es th e  p ap er .       2.   RE L AT E D  WO RK   Data   d ed u p licatio n   i s   an   ad v an ce d   d ata  co m p r ess io n   tec h n iq u e  w h ic h   id en ti f ie s   t h e  r ed u n d a n t  d ata  b y   co m p ar i n g   t h e  h a s h   v alu e s   o f   d ata  ch u n k s .   I t  s to r es  o n l y   t h e  u n iq u e  co p y   an d   cr ea tes  lo g ical  lin k s   f o r   r ed u n d a n t   co p ies  in s tead   o f   s to r in g   t h e m   [ 9 ,   1 2 ] .   B y   th i s ,   it   r ed u ce s   t h e  v o lu m e  o f   d ata  s to r ed   an d   as  a   r esu lt,   t h e   r u n n in g   co s t  o f   th e  s y s te m   d ec r ea s e s .   Gen er all y ,   it  is   ap p lied   w h er e   th e  d ata  is   s to r e d   o r   t r an s m itt ed   in   C S  [ 1 3 ] .   I t  is   s u cc e s s f u ll y   ad o p ted   b y   b ac k u p   s to r ag e  in   clo u d s   to   m an a g e  p h y s ical  ca p ac it y   a n d   n e t w o r k   tr af f ic  [ 1 4 ,   1 5 ] .   I t   ca n   b e  d iv id ed   in to   t w o   ca teg o r ies:   d ed u p licatio n   o v er   u n en cr y p ted   d ata  a n d   d ed u p licatio n   o v er   en cr y p ted   d ata.   Data   p r iv ac y   is   al s o   an   i m p o r t an t  is s u e  i n   C S.  I t  p r o tects  th e  d ata  f r o m   m alicio u s   attac k er s   o u ts id e  an d   in s id e   th e  C S.  Har n ic k   et  al.   [ 1 6 ]   u s e  d ata  d ed u p licatio n   as  a   s id e  ch an n el  to   r ev ea l  in f o r m a tio n   to   attac k er s .   T h e y   u s e   a  r an d o m ized   th r es h o ld   to   p er f o r m   an   at tack   o n   C S  s er v ices .   W h en   a  m alicio u s   u s er   te m p o r ar ily   e m b r ac e s   a   s er v er   an d   g ets  t h e  h as h   v al u e s   o f   d ata  in   C S,  th e n   h e  ca n   d o w n lo ad   all  th ese  d ata.   A   s i m ila r   attac k   s ce n ar io   w a s   b r o u g h t  f o r w ar d   o n   C S  t h at  u s es  d ed u p lica tio n   ac r o s s   m u ltip le  u s er s .   He n ce   b y   o b ta in i n g   a n   o n l y   h as h   v alu e  f o r   a  s p ec if ic  d ata,   th e  m alicio u s   u s er   b ec o m e s   s o   p o w er f u l  th at  h e  ca n   ac ce s s   all  d ata  th at  is   s to r ed   in   C S.  Dr o p b o x   w a s   ac ce s s ed   u s in g   m a n ip u latio n   o f   th e  h as h   v alu e  a ttack   b y   Mu llaza n i  e t  a l.  [ 1 1 ] .   He  s h o w ed   th at  if   t h e  m al icio u s   u s er   r etr iev es  th e  S H A - 2 5 6   h ash   v al u e s   o f   f ile ' s   c h u n k s   t h en   o th er   Dr o p b o x   u s er ’ s   d ata  m a y   b e  ac ce s s ed   b y   s p o o f in g   t h e  h a s h   v al u e  attac k .   T h e  n o tio n   o f   p r o o f - of - o w n er s h ip   is   p r o p o s ed   b y   Hale v i   et  a l .   [ 1 7 ]   to   o v er co m e  t h ese  at tac k s .   I n   t h is ,   th e  f ile  is   h eld   u s i n g   Me r k le   tr ee s   in s tead   o f   h a s h   v al u e.   Ded u p licatio n   o v er   u n e n cr y p ted   d ata  s to r es  t h e  p lai n   d ata  in   C S a n d   p lain   d ata  is   s e n t   to   th e  u s er   af ter   v er if y i n g   h i s   o w n er s h ip   h e n ce   C S s h o u ld   b e  tr u s ted .   So   u s er s   ar e  al w a y s   m o r e  co n ce r n   ab o u t  th e ir   p r iv ac y .   T o   k ee p   th eir   d ata  p r iv ac y ,   u s er s   m a y   e n cr y p t  t h eir   d ata  b ef o r e   s to r in g   to   C S.  Di f f er en t  u s er s   u s e  d i f f er e n t  m ec h a n i s m s   to   en cr y p t  t h e  d ata.   Du e  to   th is ,   d if f er en t  cip h er tex t s  ar e  g en er ated   f o r   th e  s a m e   d at a  w h ic h   m a k es  t h e  d ed u p licati o n   in f ea s ib le.   T o   o v er co m e  t h i s   p r o b lem ,   Do u ce u r   et  al.   [ 5 ]   p r o p o s ed   a  n e w   ap p r o ac h   k n o w n   as  co n v er g e n t  e n cr y p tio n .   I n   C E ,   d ata  o w n er   g en er ates  its   o w n   k e y   f r o m   th e  d ata M ,  () K H M   w h er e  H   b e  a   h ash   f u n ctio n .   T h e  k ey   K   an d   d ata   M   ar e  m ap p ed   in to   cip h er tex t ( , ) C E K M ,   w h er e  E   is   a  b lo ck   cip h er .   T h en   o n l y   K   is   m ain tain ed ,   M   is   d elete d   an d   C   is   u p lo ad ed   t o   C S.  I f   a n o th er   u s er   en cr y p t s   th e  s a m e  d ata   th e n   t h e  s a m e   cip h er tex t  w ill  b e  g e n er ated .   Hen c e  if   C S  r ec ei v es  t h e   C   f r o m   an o t h er   u s er   th e n   C S  w il l  n o t  s to r e  it,  o n l y   m eta - d ata  w i ll  b e  u p d ated .   On l y   a u t h o r ized   u s er s   ca n   r eq u est an d   d o w n lo ad   cip h er te x t  C   an d   d ec r y p t   it  w it h K .   Ho w e v er ,   C E   s u f f er s   f r o m   t h e  p o is o n   attac k   [ 1 8 ] .   I t  m ai n l y   ar is es  th e  ta g   co n s i s ten c y   p r o b lem   i n   w h ic h   m alic io u s   u s er   u p lo ad s   m alicio u s l y   g e n er ated   cip h er tex t  an d   its   tag .   W h e n   an o t h er   u s er   tr ies  to   s to r e  h is   cip h er tex t;   th e  s er v er   f i n d s   t h e   s a m e   tag   a n d   d elete s   it.  W h e n   a  u s er   d o w n lo ad s   th i s   cip h er tex t a n d   d ec r y p t s   it,   th e  m es s ag e   is   n o t  f o u n d   o r ig in al.   B y   th is ,   t h e  i n te g r it y   o f   d ata  an d   C S  i s   lo s t.  C E   d o es  n o t  o f f er   r eq u ir ed   s ec u r it y ,   an d   it  is   f o u n d   v u l n e r ab le  to   p o is o n   attac k   [ 5 ] .   T h is   s ec u r it y   f la w   is   r eso lv ed   b y   o b liv io u s   p s eu d o - r an d o m   f u n ctio n   ( O - P R F)  b a s ed   Du p L E SS   [ 1 0 ] .   I t  r ep lac ed   th e  d ata  d er iv ed   en cr y p tio n   k e y   w it h   t h e  k e y   g en er ated   b y   th e  in ter ac tio n   b e t w ee n   t h e  k e y   s er v er   a n d   th e   u s er .   I t  p r o v id es  s ec u r it y   a g a i n s t  p o is o n   attac k ,   b u t   th e  k e y   is   s till   d eter m in i s tic.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       A   s ec u r e  d ed u p lica tio n   s ch em e  fo r   en cryp ted   d a t a   ( V is h a l P a s s r ich a )   79     3.   SYST E M   M O DE L   AND  S E CURI T Y  RE Q U I R E M E NT   I n   th i s   s ec tio n ,   d ata  d ed u p lic atio n   ar ch itect u r e  an d   s ec u r it y   r eq u ir e m e n t s   ar e  d escr ib ed .   B ased   o n   g r an u lar it y ,   d ed u p licatio n   m o d els  ar e  d iv id ed   in to   t w o   ca teg o r ies:   c o u r s e  g r ain ed   an d   f in e  g r ain ed .   Fo r   th e  s ak e  o f   s i m p l icit y ,   co ar s e - g r ain ed   d ed u p licatio n   is   p r ef er r ed .     3 . 1 .     Sy s t em   De s cr iptio n   Fig u r e  1   s h o w s   th e   s y s te m   m o d el   o f   th e  d ata   d ed u p licati o n   s y s te m   f o r   clo u d   s to r ag e,   h av i n g   th e   f o llo w in g   e n titi e s :           Fig u r e  1 .   T h e  m o d el  o f   d ata  d ed u p licatio n   s y s te m       i.   Data   o w n er :  T h e  d ata  o w n er   u p lo ad s   th e  d ata  t o   C S.  He  m a y   en cr y p t  h is   d ata  b ef o r e  u p lo ad in g   a n d   u p lo ad s   cip h er tex t  to   C S w it h   its   in d e x   in f o r m atio n .   I f   t h e  d ata  u p lo ad ed   b y   d ata  o w n er   d o   n o t  a lr ea d y   r e s id e  in   C S,   th en   d ata  o w n er   is   k n o w n   a s   in itia l  u p lo ad er   o th er w is e  h e  is   ca lled   as  th e  s u b s eq u e n t   u p lo ad er .   An   o w n er s h ip   g r o u p   is   a  g r o u p   o f   d ata  o w n er s   w h o   s h ar e  th e  s a m e  d ata  in   C S.   ii.   C lo u d   Ser v er   ( C SS ) :  C lo u d   s er v er   an d   clo u d   s to r ag e  a r e  t w o   d if f er en t  en t ities .   C S S  p er f o r m s   t h e   d ed u p licatio n   p r o ce s s   o n   u p lo ad ed   d ata   an d   if   th is   d ata  is   n o t  p r esen t  in   C S  th en   C SS   s to r es  th is   in   C S.  I t   m an a g e s   t h e  li s t  o f   o w n er s   f o r   s to r ed   d ata  an d   also   co n tr o ls   th e   ac ce s s   of   s to r ed   d ata  u s i n g   t h e  li s t   o f   o w n er s h ip .   I t  is   a   g r o u p   k ey   au th o r it y   t h at  m a in ta in s   g r o u p   k ey   f o r   ea ch   o w n er s h ip   g r o u p .   I t  ex ec u tes   ass i g n ed   tas k s   h o n e s tl y   b u t  lea r n s   as m u c h   i n f o r m atio n   ab o u t   th e  en cr y p ted   co n te n ts   a s   p o s s ib le.   W h en   t h e   d ata  o w n er s   r eq u est  to   d o w n lo ad   a  f ile,   af ter   au th e n ticat in g   th e  o w n er ’ s   id en t it y ,   it  p r o v id es  t h e  f ile ’ s   ac ce s s .     iii.   C lo u d   Sto r ag e  ( C S):  C S i s   a  lo g ical  s er v er   m a n ag e d   b y   t h e  cl o u d   s er v ice  p r o v id er   o v er   th e  i n ter n et.   I t  o f f er s   s i m ilar   f u n ctio n al it y   as   a  tr ad itio n al   s er v er .   I t  o f f er s   d is tr ib u ted   s to r ag e  w it h   i m m ed i ate  ac ce s s .   I t is  h ig h l y   co n f i g u r ab le  an d   i n ter c h an g ea b le.     3 . 2 .     Securit y   Require m e nts   T h e  f o llo w i n g   s ec u r it y   r eq u ir e m en ts   ar e  tr ied   to   ac h iev e  i n   t h is   p ap er .   Data   C o n f id en tialit y :  T h e  u n a u th o r ized   an d   m alicio u s   u s er   s h o u ld   b e  r estricte d   to   ch an g e   an d   k n o w   ab o u t  th e  en cr y p ted   d ata.   I f   d ata  s to r ed   in   C S  ar e  m alicio u s l y   m o d i f ied ,   th en   it s   in te g r it y   m a y   b e  l o s t.  T h e   d ed u p licatio n   alg o r it h m s   s h o u ld   b e  ab le  to   p r o tect  it f r o m   an y   p o is o n   attac k s .   I t o n l y   allo ws au t h en tic  u s er s   to   ac ce s s   d ata  an d   g u ar an tee s   th a t th e  d ata  u p lo ad ed   in   C S  ar e  n o t a lter ed .   C o llu s io n   R esi s ta n ce : T h e  d ata  o w n er s   w an t to   k ee p   th eir   p r iv ac y .   Ho w e v er ,   m al icio u s   u s er s   w h o   d o   n o t  h a v e  v alid   o w n er s h ip   o f   d ata   m a y   ac ce s s   it f r o m   C S.  He n ce   C SS   m u s t   r estrict  t h e m   to   d ec r y p t  o r   ac ce s s   it.   B ac k w ar d   an d   Fo r w ar d   Secr ec y :  T o   r estrict   an y   u s er   f r o m   a cc ess i n g   p lai n tex t  o f   th e  o u t s o u r ce d   d ata  b ef o r e  u p l o ad in g   i s   k n o w n   a s   b ac k w ar d   s ec r ec y .   T o   r estrict   an y   u s er ,   w h o   h as  d elete d   o r   m o d i f ied   t h e  d ata  in   C S  f r o m   ac ce s s in g   t h e  o u ts o u r ce d   d ata  af ter   d eletio n   o r   m o d if icatio n   is   k n o w n   a s   f o r w ar d   s ec r ec y .       4.   P RE L I M I NARIE S   I n   th is   s ec tio n ,   t h e  b asic  d e f i n it io n s   o f   a   s ec u r e  d ed u p licatio n   s ch e m e  f o r   en cr y p ted   d ata  ar e  d escr ib ed .     4 . 1 .     No t a t io ns   T h e  r an d o m   an d   u n if o r m   s ele ctio n   o f   th e  ele m e n t  x   f r o m   t h e   f in ite  s e t  S  is   d en o ted   by S x  .   I t   m ea n s   o n e  v al u e  f r o m   S  is   r an d o m l y   ass ig n ed   to x .  1 ( , ... , ) n Al y x x   is   d en o ted   as  an   alg o r ith m   Al   w h ic h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  8 ,   No .   2,   A u g u s t   201 9   :   77 –   86   80   r u n s   o n   th e  in p u t   s et  1 ( , . . . , ) n xx   an d   its   r esu lt  is   as s ig n ed   to   y .  1 m ea n s   a  s tr in g   o f   len g th     h av in g   all  1 s .   T h e  co n ca ten atio n   o f   t w o   s tr in g s   a   an d   b   is   ex p r ess ed   as ab .    1 ( , . . . , ) n uu is   a  w o r ld   o f   u s er   d en o ted   b y   U .   T h e  id en tit y   o f   th e  i th   u s er   i u   is   d ef in ed   as i ID .   L et   a GU   is   a  g r o u p   o f   u s er s   h a v i n g   d at a  a M   an d   , {} a aa L T G   is   t h e  o w n er s h ip   li s t  of a M .   Her e  a T   d en o tes   t h e  tag   an d   C S S  m ai n tai n s   t h e  o w n er s h ip   lis t.  G a K is   an   o w n er s h ip   g r o u p   k e y ,   g en er all y   s h ar ed   b y   v alid     o w n er s   o f   a G .     4 . 2 .     Def ini t io ns   A   s ec u r e  d ed u p licatio n   s c h e m e  f o r   en cr y p ted   d ata  is   d ef in e d   in   th is   s ec t io n .   T h e  alg o r ith m s   u s ed   in   th is   s ch e m e  ar e  d escr ib ed   b elo w :   a.   () K E Y K E Y G e n u :  T h e  s et  o f   u s er   u   is   g iv e n   as   in p u t  to   th e  (   ) K EY Ge n   alg o r it h m .   I t  g e n er ates   K E Ys   co r r esp o n d in g   to   ea ch   u s er   s et  o f   u   f o r   s ec u r e  o w n er s h i p   g r o u p   k e y   d is tr ib u tio n .   b.   ( , 1 ) i C E n c M  :  T h e  d ata  M   an d   s ec u r it y   p ar am e ter   is   g i v en   as  in p u t  to   (   ) E n c   f u n ctio n   to   en cr y p t   it in to   th e  co r r esp o n d in g   cip h e r tex t i C .  i C   is   co m p o s ed   o f   en cr y p t ed   d ata  an d   tag   in f o r m ati o n   i n d ex in g .   c.   ' R e ( , ) ii C E n c C G  :  T h e  cip h er tex t  i C   an d   o w n er s h ip   g r o u p   G  is   g iv en   as  in p u t  t o   R e (   ) Enc   f o r   m ap p in g   t h e  cip h er te x t  i C   in to   co r r esp o n d in g   e n cr y p ted   cip h er tex t ' i C .   T h e  ch ar ac ter is tic  o f   e n cr y p ted   cip h er tex t  ' i C   is   th at  v alid   o w n er s   in   G  o n l y   d o   its   d ec r y p tio n .   d.   ' ( , , ) i M D e c C K P k  :  T h e  en cr y p ted   cip h er tex t ' i C ,  m ess a g e   en cr y p tio n   k e y   K ,   an d   a  s et  o f   k e y s   Pk   is   s u p p lied   as  in p u t  to   (   ) D e c   f u n cti o n   to   d ec r y p t  ' i C   in to   th e  co r r es p o n d in g   m ess a g e M .   No te  th at  K   s h o u ld   b e  d er iv ed   f r o m   d ata M .       5.   P RO P O SE D  DE DUP L I CA T I O N  SCH E M E   I n   th is   p ap er ,   a   s ec u r e  d ed u p licatio n   s ch e m e  f o r   en cr y p te d   d ata   is   p r o p o s ed   th at  o f f er s   d y n a m ic   o w n er s h ip   m a n a g e m en t  ca p a b ilit y .   R a n d o m ized   C E   alg o r ith m   [ 1 9 ]   is   ap p lied   in   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  to   r an d o m ize  th e  e n cr y p ted   d ata.   I t  p o w er ed   th e  p r o p o s ed   s y s te m   to   d ef e n d   ag ai n s t  p o is o n   at t ac k s .   R e - e n cr y p tio n   m o d u le  is   also   co m b in ed   in   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  f o r   o w n er   r ev o ca tio n .   T h e  o u ts o u r ce d   cip h er tex t  is   r e - en cr y p ted   u s i n g   t h is   m o d u le  f o r   o w n er   r ev o ca tio n .   I t  also   d i s tr ib u tes   t h e  r e - en cr y p tio n   k e y   to   au th e n tic  o w n er s   u s i n g   C SS .   Fig u r e  2   ill u s tr ate s   t h e  ar ch itec tu r e  o f   t h e  p r o p o s ed   s ch e m e.   T h e  o w n er s h ip   lis t  f o r   ea ch   d ata  is   m ai n tai n ed   b y   th e  C SS   to   h a n d le  d y n a m ic  o w n er s h ip   m a n ag e m e n t.  A s   C SS   g et s   o w n er s h ip   lis t,  it  d o es  n o t   d is o b ey   th e  s ec u r it y   r eq u ir e m en t.  I t  o n l y   al lo w s   t h e  r e - en cr y p ted   cip h er tex t,  an d   r est   in f o r m at io n   r e g ar d in g   d ata  en cr y p tio n   is   m ea n i n g le s s .           Fig u r e  2 .  Sch e m e  o v er v ie w   a n d   co r r esp o n d in g   s ec u r it y       5 . 1 .     Sy s t em   Co n s t ruct io n   L et  () K EM   d en o tes  s y m m etr ic  en cr y p tio n   [ 2 0 ]   w it h   t h e  k e y   K   o f   d a t a  M   w h er e  ()   K E   is   a  b lo ck   cip h er .   A   cr y p to g r ap h ic  h as h   f u n ct io n   : 0 , 1 {} k H is   u s ed   to   d er iv e  an   en cr y p tio n   k e y   a n d   tag   f r o m   t h e  m e s s a g e  an d   k   d en o tes th e  le n g th   o f   th e  k e y K .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       A   s ec u r e  d ed u p lica tio n   s ch em e  fo r   en cryp ted   d a t a   ( V is h a l P a s s r ich a )   81   K ey   Gen era tio n :   T h e   K E Ys   f o r   th e  u s er s   i n   u   ar e  g en er ated   b y   C SS   b y   r u n n in g () K E Y G e n u .   I n itiall y ,   a  b in ar y   K E Y   tr ee   is   d esi g n ed   f o r   th e  w o r ld   o f   u s er s   u   b y   C SS .   Fig u r e  3   s h o w s   th e  b i n ar y   K E Y   tr ee   an d   u s er s   u   ar e   g ettin g   o w n er s h ip   g r o u p   k e y s   th r o u g h   th is   tr ee .   E ac h   u s er   ( n o d e)   j v   h as   a  K E Y ,   r ep r es en ted   as  K E Y j .  P ath   k e y s   ar e   th e  s et  o f   k e y s   f r o m   leaf   to   r o o t,   an d   it  is   s ep ar atel y   m ai n tai n ed   b y   ea ch   u s er   ( n o d e) .   Fig u r e  3   s h o w s   h o w   3 u   k ee p s   K E Y 6 ,  K E Y 3 ,   an d   K E Y 1   as  its   p at h   k e y s 3 Pk .  Fo r j u U ,   th e  p ath   k e y s   of   j u   is   d en o te d   by j Pk .   C SS   co n s tr u c ts   t h e  K E Y   tr ee   in   th e  f o llo w i n g   m a n n er s :   1.   E ac h   u s er   of   U g et s   a  leaf   n o d e.   R an d o m l y   g en er ated   k e y s   ar e  ass i g n ed   to   ea ch   n o d e  o f   th e  tr ee .   2.   E ac h   u s er   j u U   g et s   s ec u r el y   t h e  p ath   k e y j Pk .   I n   th e  re - en cr y p tio n   p h ase,   C SS   u s e s   t h e  p ath   k e y s   as  K E Y s   to   en cr y p t t h e  o w n er s h ip   g r o u p   k e y s .           Fig u r e  3 .  KE Y   tr ee   f o r   o w n er s h ip   g r o u p   k e y   d is tr ib u tio n       Da ta   E n cryp tio n :   I f   a  d ata  o w n er   j u   w an t s   to   u p lo ad   d ata   M   to   C S th en   h e  r u n s   ( , 1 ) E n c M   m o d u le   to   en cr y p t  M .  () { 0 , 1 } k L d en o tes   th e  r an d o m   e n cr y p tio n   k e y   an d   al g o r it h m   () k   d r iv es  th e  le n g th   o f   t h e  en cr y p tio n   k e y .   () aa K H M   is   co m p u te d   f r o m   a M .   I t  is   u s ed   to   en cr y p t  m e s s a g e  en cr y p tio n   k e y   L .  () aa T H K is   co m p u ted   f r o m   a K   as  in d ex in g   in f o r m atio n   o f   d ata.   1 () a L a i C E M   an d   2 aa i C L K    e n cr y p t   th e  d ata  an d   e n cr y p tio n   k e y   r e s p ec tiv el y .   T h e  cip h er te x t  a i C   is   c o n s tr u cted   b y   co n ca te n atio n   o f   1 a i C   an d   2 a i C   ,  i.e . ,   12 a a a i i i C C C .   Af ter   g en er atio n   o f   1 a i C ,  a a a i u p lo a d s T C I D ar e  s en t  to   C S.  Af ter   t h at  a M   is   d elete d   to   s a v e  s to r a g e  s p ac e  an d   a K   is   k ep t.   If   a u is   th e   f ir s t   u p lo ad er   th en   clo u d   s er v er   em b ed s   a ID   in to   a G   an d   g en er ates   ,} { aa a L T G ,   an d   s to r e  a i C   in   C S o th er w i s e  it  e m b ed s   a ID   to   a G   an d   d is ca r d s   a i C .   Da ta   R e - E n cryp tio n :   C lo u d   s er v er   r u n s   ( , ) Re a a i CG E n c   to   r e - en cr y p t  th e  cip h er tex t   a i C   u s in g   th e   o w n er s h ip   g r o u p   in f o r m atio n   b ef o r e  s h ar in g .   T h e  m a in   o b j e ctiv e  o f   t h e  re - en cr y p tio n   al g o r ith m   is   to   co n tr o l   th e  d y n a m icall y   co n tr o lled   o w n er s   o f   o u t s o u r ce d   d ata.   T h e  r e - en cr y p tio n   i s   d o n e   in   t h e  f o l lo w i n g   s tep s :   1.   11 ' () a Gk aa ii C E C   is   g e n er ated   b y   r e - en cr y p tin g   th e  cip h er te x t  1 a i C   w it h   th e  r a n d o m   o w n er s h ip   g r o u p   a Gk .   2.   Select  th e  r o o t  n o d es  i n   s u c h   a   w a y   t h at  it  s h o u ld   co v er   all  le af   n o d es  a s s o ciate d   w it h   u s er s   in   a G .  () a K E Y G   r ep r esen ts   a  s et  o f   K E Ys   o f   r o o t  n o d es  o f   s u b tr ee s   of   a G .   I n   F ig u r e  3 ,   if   1 3 4 { , , } a G u u u   th e n   4 3 ( ) , a K E Y G K E Y K E Y .   I t  is   b ec au s e  r o o t  n o d es  34 , () vv co v er   all  th e  m e m b er s   of   a G .  A ll  t h e  u s er s   i n   a G   ar e  co v er ed   b y   th i s   s et .   No   u s e r   ex ce p t  a uG ca n n o t  k n o w   ab o u t a n y   K E Y   in   () a K E Y G .   3.   Der iv e 3 () { ( ) } a k K E Y G ai k C E G k o w n er s h ip   g r o u p   k e y   ar e  en cr y p ted   b y   th i s   al g o r ith m   b ef o r e  d is tr ib u ti n g   to   v alid   o w n er s .   W h en   a  u s er   j u   r eq u ests   th e  d ata  th en   q u er y   f o r   jj T I D is   r ec eiv ed   b y   t h e  C S S.  C SS   v alid ate s   j L   an d   th e n   ' j j i TC   is   s e n t to   th e  u s er   o t h er w is e  r eq u e s t   d ec lin ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  8 ,   No .   2,   A u g u s t   201 9   :   77 –   86   82   Da ta   Dec r yp tio n :   I f   aa uG ,   th e n   th e   m o d u le  ' ( , , ) aa a i C K P k D e c is   r u n   to   d ec r y p t  th e  cip h er tex t  a i C   w h ic h   is   r ec eiv ed   b y   t h e  u s er   a u   f r o m   th e  C SS .   Her e  o w n er s h ip   g r o u p   k e y   d ec r y p tio n   is   al s o   p er f o r m ed   b y   p ar s in g   a i C in to   1 2 3 , , , a a a a i i i T C C C .   T h e  o w n er s h ip   g r o u p   k e y   i s   e x tr ac ted   by   3 ( ( ) ) () K E Y K E Y G P k aa aa i G k D C .   On l y   t h e  v alid   o w n er   ca n   d ec r y p t t h e  o w n er s h ip   g r o u p   k e y   a Gk   b y   f o r m u la  () aa K E Y K E Y G P k  .   I f   th e  u s er   a u   is   n o t  a  m e m b er   o f   a G   th en ,   h e  ca n n o t  d ec r y p t  a Gk .   W h en   a Gk   is   r etr iev ed ,   th e  cip h er tex t   is   d ec r y p ted   in to   a  m ess a g e   u s i n g   f o r m u la.       1 ' () a G k a a ii DC C ,    2 i i a i L C K  ,                    1 () a a L i M D C ,    1 () i a T H M     An y   m o d i f icatio n   m ad e  b y   p o is o n   attac k   is   d etec ted   b y   v al i d atin g   ta g .   I f   1 aa TT ,   th en   it  m ea n s   tag   in co n s is te n c y   is   p r ese n t  s o   d r o p   th e  m e s s a g e  o th er w i s e  a M   is   th e  o r ig i n al  d ata  o u ts o u r ce d   b y   h i m ,   a n d   it  i s   ac ce p ted .   I t  is   to   b e   n o ted   th at  if   a  v alid   o w n er   r eq u ests   th e  clo u d   s er v er   to   d elete   an d   m o d if y   h i s   d ata  in   C S,   th en   h is   o w n er s h ip   m u s t  b e  ca n ce led   o u t  f r o m   th e  o w n er s h ip   lis t  an d   r estrict  h i m   to   ac ce s s   th e  d ata.   B y   th is   s tep ,   f o r w ar d   s ec r ec y   is   m a i n tain ed .  W h e n   t h e  s u b s eq u en t   u s er   u p lo ad s   th e   s a m e  d ata.   I t   is   r e - en cr y p ted   to   o f f er   b ac k w ar d   s ec r ec y .   B y   th i s ,   s u b s eq u e n t   u s er s   ar e  p r ev en ted   f r o m   ac ce s s in g   p r ev io u s l y   e n cr y p ted   d ata.   T h e  w o r k i n g   p r o ce d u r e  o f   th e  p r o p o s ed   s ec u r e  s ch e m e   s h o w n   in   Fig u r e  4 .                                                                               Fig u r e  4 .   T h e  w o r k in g   p r o ce d u r e  o f   th e  p r o p o s ed   s ec u r e  s ch e m e   R e qu e s t  ∥    1 ′ =    ′     3 =          ∈       ′ = 1 ∥ 2 ∥ 3      ′ , ,         ∥ ′   in to  , 1 ′ , 2 , 3    = ∈        ∩      3     C h oos e   a   r a n do m   ow n e r s hi p  g r o up  ke y     1 ⟵    1 ′     ⟵ 2 ⊕   ⟵   1     1 ⟵           I f     1 ≠     T a g   I n c o n s i s te n c y   Di s c a r d    A c c e pt    Us e r      , 1     ℘     0 , 1         ⟵       ⟵       ′ ⟵       ′ ⟵ ⊕   ⟵ 1 ∥ 2        ∥ ∥ ∥         I n s e r t     int o     =        C on s t r u c t  B inar y   KE Y  T r e e   =   ,     I f     a lr e a d y   exi s t   S t or e    C l o ud  S e r v e r   C l o ud  S tor a g e   Di s ca r d    R e tr i e v e     Ye s   No   No   Ye s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       A   s ec u r e  d ed u p lica tio n   s ch em e  fo r   en cryp ted   d a t a   ( V is h a l P a s s r ich a )   83   6.   SCH E M E   ANALY SI S   T h is   s ec tio n   p r ese n t s   th e   co m p ar is o n s   o f   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  w it h   ea r lier   d ed u p licatio n   s ch e m es.   T ab le   1   co m p ar es  th e  p r o p o s ed   s ch e m e   w i th   C E   [ 5 ] ,   w ea k - lea k ag e  r esil ien t  d ed u p licatio n   [ 1 8 ] ,   r an d o m ized   C E   [ 1 9 ]   o v er   en cr y p ted   d ata.   T h ese  all  s ch e m e  g u ar an tee  t h e  d ata  p r iv ac y   i n   C SS   b y   a llo w i n g   t h e  d ata  o w n er   to   en cr y p t th eir   d ata.   B u t th e s e   all  s ch e m es d o   n o t  m a n a g e  d y n a m ic  o w n er s h ip   m a n a g e m e n t .       T ab le  1 .   T h e  C o m p ar is o n   o f   t h e  P r o p o s ed   Sch em e  i n   T er m s   Of   E n cr y p ted   Ded u p lica tio n ,   T ag   C o n s is ten c y ,   an d   D y n a m ic  O w n er s h ip   Ma n ag e m e n t   S c h e me   En c r y p t e d   D e d u p l i c a t i o n   T a g   C o n si s t e n c y   Dy n a mi c   O w n e r sh i p   M a n a g e me n t   C E    [ 5 ]   Y ES   NO   NO   W L R   [ 1 8 ]   Y ES   Y ES   NO   R C E   [ 1 9 ]   Y ES   Y ES   NO   P r o p o se d   Y ES   Y ES   Y ES       T h e  n o tatio n s   u s ed   ar e  as f o llo w s :   S c : Size   o f   ac ce p ted   d ata   S k : Size   o f   a  k e y   S T : Size   o f   a  ta g   S ID : Size   o f   a n   id en ti t y   o f   a  u s er   S r : Size   o f   a  n o d e  v al u e  i n   Me r k le  h as h   tr ee   S PoW : Size   o f   e x c h an g e  m ess a g e  f o r   P o S     T h e  ‘ k e y   s ize ’   an d   ‘ ta g   s ize’   a r e  u s ed   to   ca lcu late  th e  s to r ag e  o v er h ea d .   T h ey   ar e  th e  s ize   o f   k e y s   an d   tag   in f o r m atio n   w h ic h   ar e   s to r ed   b y   ea ch   o w n er   r esp ec tiv e l y .   T ab le   2   s h o w s   th e  co m p ar is o n s   o f   all  th ese   tech n iq u es  i n   ter m s   o f   s to r ag e  o v er h ea d       T ab le  2 .   T h e  C o m p ar is o n   o f   t h e  P r o p o s ed   Sch em e  i n   T er m s   o f   Sto r ag e  Ov er h ea d   S c h e me   S t o r a g e   O v e r h e a d   K e y   si z e   T a g   S i z e   C E    [ 5 ]   S k   S t   W L R   [ 1 8 ]   2S k +S M *S t   S t   R C E   [ 1 9 ]   S k   S t   P r o p o se d   S c h e me     lo g + 1     S t       T ab le   3   s h o w s   t h e  co m p ar is o n s   o f   all  th ese  tech n iq u e s   in   ter m s   o f   co m m u n icatio n   o v er h ea d .   T h e   co m m u n icatio n   co s t o f   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  i s   ev al u ated   b y   n et w o r k   s i m u latio n .       T ab le  3 .   T h e  C o m p ar is o n   o f   t h e  P r o p o s ed   Sch em e  i n   T er m s   o f   C o m m u n ica tio n   O v er h ea d   S c h e me   C o mm u n i c a t i o n   O v e r h e a d   U p l o a d   M e ssag e   S i z e   D o w n l o a d   M e ssag e   S i z e   C E    [ 5 ]   S c   + S r   +   S ID   S c   W L R   [ 1 8 ]   S c  +   3 S k  +   S r  + S ID   S c   + S po w + S k  + S T   R C E   [ 1 9 ]   S c  + S k  + S r  + S ID   S c  + S k  + S T   P r o p o se d   S c h e me   S c  + S k  + S t  +   S ID   S c  + S k  + S T       Fig u r e  5   s h o w s   t h e  e n cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n   ti m e  f o r   p r o p o s ed   s ch e m e   w . r . t.  d ata   s ize .   Fig u r e  6   s h o w s   t h e  e n cr y p tio n   ti m e  o f   t h e  p r o p o s ed   s ch e m e  f o r   lar g e  s ize  d ata  ch u n k s   f o r   d if f er e n t  a ttrib u tes  a n d   F ig u r e   7   s h o w s   t h e  d ec r y p tio n   ti m e  o f   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  f o r   lar g e  s ize  d ata  ch u n k s   f o r   d if f er e n t a ttrib u tes.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  8 ,   No .   2,   A u g u s t   201 9   :   77 –   86   84           Fig u r e  5 .   E n cr y p tio n   a n d   d ec r y p t io n   ti m e  w . r . t.  s ize  o f   d ata  f o r   th e  p r o p o s ed   s ch em e   Fig u r e  6 .   E n cr y p tio n   p r o ce s s   ( d ata  s ize  vs   ti m e)           Fig u r e  7 .   Dec r y p tio n   ti m e  ( d ata  s ize  vs   ti m e )       6 . 1 .     Securit y   T h e  p r o p o s ed   s ch e m e  is   p r o v e d   m o r e  s ec u r e  in   ter m s   o f   d ata  co n f id e n tialit y ,   co llu s io n   r e s is tan ce ,   an d   b ac k w ar d   &   f o r w ar d   s ec r ec y .   Da ta   C o n fid en tia lity:   I n   th e  p r o p o s ed   s ch e m e,   th e  C S S  is   n o t  f u ll y   tr u s ted   ev en   i f   h o n e s t.  So   th er e  is   a  n ee d   to   k ee p   p lai n   d ata  s ec r et  f r o m   th e  C S S  a n d   u n au th o r i ze d   u s er s .   W it h o u t  lo s s   o f   g e n er alit y ,   a  m alicio u s   u s er   m a y   r eq u e s t  f o r   d ata  i M   w it h   a  tag   i T   an d   a   v alid   u s er ’ s   id en ti t y ti I D G .   He  g ets  th e  cip h er tex t 1 ' 2 3 i i i i T C C C .   I f   a  m alicio u s   u s er   is   n o t  t h e   o w n er   o f   d ata   i M   th en   it  is   i m p o s s ib le  f o r   h i m   to   r etr iev e  i K   an d   th e  d ata  en cr y p tio n   k e y   L   b ec au s e  o f   th e  cr y p to g r ap h ic   h as h   f u n ct io n .   T h er ef o r e,   th e  p r o p o s ed   s ch e m e   g u ar a n tees d ata  co n f id en tialit y   ag ain s t u n a u t h o r ized   u s er s .   C o llu s io n   R esis ta n ce :   T h e  u n a u th o r ized   u s er s   w ith o u t  v al id   o w n er s h ip   s h o u ld   b e  r estricte d   t o   d ec r y p t   d ata  ev en   if   t h e y   co ll u d e .   I n   th is   m o d el,   th e  d ata  en cr y p tio n   k e y   L   an d   o w n er s h ip   g r o u p   k e y   K G   ar e  n ec ess ar y   to   d ec r y p t  cip h er tex t  in to   p lain   d ata.   L u ck il y ,   a  m alicio u s   us er   m a y   g et  th e  en cr y p ted   k e y   L   b u t  K G ,   th e  o w n er s h ip   g r o u p   is   n o t p o s s ib l e  to   g et.   Hen ce ,   th e  p r o p o s ed   s ch e m e  o f f er s   p r o p er   s ec u r it y   ag ain s t c o ll u s io n .   B a ck w a r d   a n d   F o r w a r d   S ec u r ity:   I f   a   u s er   tr ies   to   u p lo ad   alr ea d y   u n lo ad ed   d ata  in   C S,  t h e  o w n er s h ip   0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 4 6 8 10 T i m e   ( m s) S i z e   o f   D a t a   ( M B ) En c r y p t i o n D e c r y p t i o n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 64 1 2 8 2 5 6 5 1 2 1 0 2 4 Ex e c u t i o n   T i me   ( S e c o n d s) D a t a   S i z e   ( M B ) 4 0   a t t r 8 0   a t t r 1 2 0   a t t r 0 5 10 15 20 25 30 35 64 1 2 8 2 5 6 5 1 2 1 0 2 4 Ex e c u ti o n   T im e   (S e c o n d s) Da ta S ize   (M B) 4 0   a tt r 8 0   a tt r 1 2 0   a t tr Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l   I SS N:  2252 - 8776       A   s ec u r e  d ed u p lica tio n   s ch em e  fo r   en cryp ted   d a t a   ( V is h a l P a s s r ich a )   85   g r o u p   k e y   i s   u p d ated   r an d o m l y   f o r   K G   to   ' K G .  ' K G   is   s en t  co n f id e n ti all y   an d   r ap id l y   to   th e  d ata’ s   o w n er .   1 1 ' () Gk EC C   is   e n cr y p ted   w it h   K G   an d   in   p ar allel  ' C   is   r e - e n cr y p ted   w it h   t h e  u p d ated   o w n er s h ip   g r o u p   k e y   ' K G   b y   C S S.  Hen ce ,   t h e  u s er   ca n n o t  d ec r y p t  th e  p r ev io u s   cip h er tex t.  B y   t h is ,   t h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   o f f er s   b ac k w ar d   an d   f o r w ar d   s ec r ec y .       7.   CO NCLU SI O N   Ded u p licatio n   is   a n   ef f icie n t t ec h n iq u e  th at  i s   s u cc e s s f u ll y   e m p lo y ed   in   v ar io u s   lar g e  s ca le   an d   clo u d   s to r ag e.   R ec en tl y ,   t h e  co n f lict s   th at  ar is e   w h en   d ed u p licatio n   is   ap p lied   on   en cr y p ted   d ata   h as  b ee n   r eso lv ed .  Ho w e v er ,   th e  o w n er s h ip   of   o u ts o u r ce d   d ata  is   s till   an   i s s u e .   Dy n a m ic  o w n er s h ip   m an a g e m en t  is   also   a  v er y   ch alle n g i n g   i s s u e.   I n   t h i s   p ap er ,   a  s ec u r e  d ed u p licatio n   s c h e m e  f o r   en cr y p ted   d ata  h as  b ee n   p r o p o s ed .   T h e  r e - en cr y p t io n   tech n iq u es p r o v id e   p o w er   to   m a n a g e  a n y   o w n er s h ip   ch a n g es i n   C S S.  A s   t h e  o w n er s h ip   ch a n g es i n   th e  o w n er s h ip   g r o u p   o f   o u t s o u r ce d   d ata,   r a p id ly   t h e  d ata  ar e  r e - en cr y p ted   u s i n g   o w n er s h ip   g r o u p   k e y ,   an d   t h is   k e y   i s   also   u p d ated   am o n g   v al id   o w n er s .   B y   t h i s ,   d ata  co n f i d en tialit y   in   C S  i s   s tr e n g th e n e d .   T ag   co n s is te n c y   is   also   u s ed   to   tak e  ad v an ta g e s   o f   ef f icie n t  d ata  d ed u p licati o n   o v er   en cr y p ted   d ata.   T h e  p r o p o s ed   s ch e m e  i s   m o r e  e f f ec ti v e  t h a n   ea r lier   s c h e m e s   i n   ter m s   o f   co m m u n ic atio n   co s t.  T h er ef o r e,   th e   p r o p o s ed   s ch e m e   o f f er s   s ec u r e  an d   e f f ic ien t d ata  d ed u p licatio n   in   clo u d   s to r ag e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   Re in se l  D,  Ga n tz  J,  R y d n in g   J.  “ Da ta   A g e   2 0 2 5 :  T h e   Evo l u ti o n   o f  Da t a   to   L i fe - Criti c a l ” .   A n   IDC  W h it e   P a p e r.   S e a g a te,  No v e m b e r  2 0 1 8 .   [2 ]   M ich a e l  A r m b ru st,  A r m a n d o   F o x ,   Re a n   G ri ff it h ,   A n th o n y   D.  Jo se p h ,   Ra n d y   Ka tz,  A n d y   Ko n w in sk i,   G u n h o   L e e ,   Da v id   P a tt e rs o n ,   A riel  Ra b k in ,   I o n   S t o ica ,   a n d   M a tei  Zah a ria.   “ A   v ie w   o f   c lo u d   c o m p u ti n g . ”   C o mm u n .   ACM ,   v o l.   53,   no   4   (A p ril   2 0 1 0 ) ,   p p .   50 - 58 .   [3 ]   Bo lo sk y   WJ,   Do u c e u r  JR,   El y   D,  T h e im e r  M .   “ F e a sib il it y   o f   a   s e rv e rles s  d istri b u ted   f il e   sy ste m   d e p lo y e d   o n   a n   e x isti n g   se t  o f   d e sk to p . ”   ACM   S I GM ET RICS   Per f o rm a n c e   Eva lu a ti o n   Rev iew .   Vo l.   2 8 ,   n o .   1   ( 2 0 0 0 ) ,   p p .   34 - 43.   [4 ]   Cle m e n ts  AT ,   A h m a d   I,   V il a y a n n u r   M ,   L i  J,   e d it o rs.  “ De c e n tra li ze d   De d u p li c a t io n   i n   S AN   Clu ste r  Fi le  S y ste ms . ”   USE NIX   a n n u a l   tec h n ica l  c o n f e re n c e ;  2 0 0 9 ;  S a n   Die g o .   [5 ]   Do u c e u r  JR,   A d y a   A ,   Bo lo sk y   W J,  S im o n   P ,   T h e ime r  M .  “ Rec la imin g   sp a c e   fro m   d u p l ica te  f il e s  in   a   se rv e rle ss   d istrib u ted   f il e   s y ste m. ”   2 2 n d   In te rn a ti o n a l  Co n f e re n c e   o n   Distrib u t e d   Co m p u ti n g   S y ste m s; 2 0 0 2 ;  V i e n n a ,   A u stria.   [6 ]   Dro p b o x .   w ww . d ro p b o x . c o m .   2 0 1 4 .   [7 ]   G o o g le Driv e .   h tt p s:// d riv e . g o o g l e . c o m .   2 0 1 6 .   [8 ]   IDRIV E.   h tt p s:// w ww . id riv e . c o m .   2 0 1 7 .   [9 ]   S to re r  M W ,   G re e n a n   K,  L o n g   DD ,   M il ler   EL ,   e d it o rs.  “ S e c u re   d a t a   d e d u p li c a t io n . ”   4 t h   A CM   in ter n a t io n a l  w o rk sh o p   o n   S to ra g e   se c u rit y   a n d   su rv iv a b il it y ;  2 0 0 8 ;  A lex a n d ria,  USA .   [1 0 ]   Be ll a re ,   M ih ir   &   Ke e lv e e d h i,   S riram   &   Risten p a rt,   T h o m a s.  (2 0 1 3 ).   “ Du p L ES S :  S e rv e r - a id e d   e n c ry p ti o n   fo r  d e d u p li c a te d   sto r a g e . ”   2 2 n d   USE NIX   Co n f e re n c e   o n   S e c u rit y .   1 7 9 - 1 9 4 .   [1 1 ]   M u laz z a n i  M ,   S c h rit tw ies e r  S ,   Leith n e r  M ,   H u b e r  M ,   W e ip p l  ER ,   e d it o rs.  “ Da rk   Clo u d s  o n   t h e   Ho rizo n :  Us i n g   Clo u d   S to ra g e   a s  At ta c k   Vec to r  a n d   O n li n e   S l a c k   S p a c e . ”   USE NI X   se c u rit y   s y m p o siu m ;  2 0 1 1 ;  S a n   F ra n c isc o ,   CA .   [1 2 ]   J.  Yu a n   a n d   S .   Yu ,   " S e c u re   a n d   c o n sta n t  c o st  p u b li c   c lo u d   st o ra g e   a u d it in g   w it h   d e d u p li c a ti o n , "   2 0 1 3   IEE E   Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica t io n s a n d   Ne tw o rk   S e c u rity ( CNS ) ,   Na ti o n a l  Ha rb o r,   M D,  2 0 1 3 ,   p p .   1 4 5 - 1 5 3 .   [1 3 ]   S h in ,   Yo u n g j o o   &   K o o ,   Do n g y o u n g   &   Hu r,   J u n b e o m .  “ A   S u rv e y   o f   S e c u re   Da ta  De d u p li c a ti o n   S c h e m e s  f o r  Clo u d   S to ra g e   S y ste m s. ”   ACM   Co mp u ti n g   S u rv e y s .  v o l.   4 9 ,   n o .   7 4 .   p p .   1 - 38 .   Ja n u a ry   2 0 1 7 .   [1 4 ]   V .   Ja v a ra iah ,   " Ba c k u p   f o r  c lo u d   a n d   d isa ste r  re c o v e r y   f o r  c o n su m e rs  a n d   S M Bs ,"   2 0 1 1   F if th   I E EE   In ter n a ti o n a l  Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   T e lec o mm u n ica ti o n   S y ste ms   a n d   Ne two r k s ( ANT S ) ,   Ba n g a lo re ,   2 0 1 1 ,   p p .   1 - 3 .   [1 5 ]   Y.  T a n ,   H.  Jia n g ,   D.  F e n g ,   L .   T ian ,   Z.   Ya n   a n d   G .   Zh o u ,   " S AM:   A   S e m a n ti c - Aw a re   M u lt i - ti e re d   S o u rc e   De - d u p li c a ti o n   F ra m e w o rk   f o r  Clo u d   Ba c k u p , "   2 0 1 0   3 9 t h   I n ter n a ti o n a l  Co n fer e n c e   o n   P a ra ll e l   Pro c e ss in g ,   S a n   Die g o ,   CA ,   2 0 1 0 ,   p p .   6 1 4 - 6 2 3 .   [1 6 ] .   D.  Ha rn ik ,   B.   P i n k a s  a n d   A .   S h u lm a n - P e leg ,   " S id e   Ch a n n e ls  i n   C lo u d   S e rv ice s:  De d u p li c a ti o n   i n   Clo u d   S to ra g e , "   in   IEE E   S e c u rity &   Priva c y ,   v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p p .   4 0 - 4 7 ,   N o v . - De c .   2 0 1 0 .   [1 7 ]   Ha lev i,   S h a i  &   Ha rn ik ,   Da n n y   &   P in k a s,  Be n n y   &   S h u lm a n - P e leg ,   A le x a n d ra .  “ Pro o fs  o f  o wn e rs h ip   i n   re mo te  sto ra g e   sy ste ms ” .   P r o c e e d in g s  o f   th e   A CM   Co n f e re n c e   o n   Co m p u t e r  a n d   C o m m u n ica ti o n s  S e c u rit y .   4 9 1 - 5 0 0 .   2 0 1 1 .   [1 8 ]   X u ,   S u sa n   Jia ,   Ee - Ch ie n   C h a n g   a n d   Jia n y in g   Zh o u .   “ W e a k   lea k a g e - re sili e n t  c li e n t - si d e   d e d u p li c a ti o n   o f   e n c ry p ted   d a ta i n   c l o u d   sto ra g e . ”   Asia CC S   ( 2 0 1 3 ).   [1 9 ]   Be ll a re   M ,   Ke e lv e e d h i  S ,   Risten p a rt  T ,   e d it o rs.   “ M e ss a g e - lo c k e d   e n c ry p ti o n   a n d   se c u re   d e d u p li c a t io n . ”   In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   th e   T h e o ry   a n d   A p p li c a ti o n s o f   Cry p to g ra p h ic T e c h n iq u e s; 2 0 1 3 ;  A th e n s,  G re e c e .   [2 0 ]   A .   Ru ss e ll   a n d   Ho n g   W a n g ,   " H o w   to   f o o l  a n   u n b o u n d e d   a d v e rsa r y   w it h   a   sh o rt  k e y , "   in   IEE E  T ra n sa c ti o n s  o n   In fo rm a t io n   T h e o ry ,   v o l.   5 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 3 0 - 1 1 4 0 ,   M a rc h   2 0 0 6 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8776   I n t J   I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  8 ,   No .   2,   A u g u s t   201 9   :   77 –   86   86     B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       V ish a l  P a ss rich a   re c e iv e d   h is  B. T e c h .   w it h   h o n o rs  in   C o m p u ter  En g in e e rin g   f ro m   Ku ru k sh e tra  Un iv e rsit y ,   In d ia,  in   2 0 1 0 ,   He   re c e iv e d   h is  M . T e c h .   w it h   h o n o rs  i n   Co m p u ter  E n g in e e rin g   f ro m   YMCA US T ,   F a rid a b a d   In d ia  in   2 0 1 2 .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a s  a n   a ss istan t  p ro f e ss o r  in   th e   Co m p u ter  En g in e e rin g   De p a rtm e n t,   Na ti o n a l  In stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ku ru k sh e tra.  He   is  a lso   p u rsu i n g   P h . D.  f ro m   th e   Co m p u t e r  En g i n e e rin g   De p a rtm e n t,   Na ti o n a l  I n stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ku ru k sh e tra.  His c u rre n t   re se a rc h   f o c u se s o n   Da ta d e d u p li c a ti o n   a n d   M a c h i n e   L e a rn in g .           A sh ish   Ch o p ra   is  c u rre n tl y   a n   A s sista n t  P ro f e ss o r  a t  th e   Na ti o n a l  In stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ku ru k sh e tra,  I n d ia .   He   h o ld s   h is   P h . D.  d e g re e   a n d   M CA   d e g re e   in   De p a rtm e n t  o f   Co m p u ter  A p p li c a ti o n   f ro m   th e   NI T ,   Ku ru k sh e tra  in   2 0 1 3   a n d   2 0 0 6   re sp e c ti v e l y .   His  P h . D.  re se a rc h   w o rk   m a in ly   f o c u se d   o n   M o b il e   A d h o c   Ne tw o rk s.  His  c u rre n t  re se a rc h   f o c u se s  o n   W irele ss   S e n so r   Ne tw o rk s a n d   Da ta De d u p l ica ti o n .           P o o ja  S h a rm a   r e c e i v e d   h e r  Ba c h e lo r  o f   S c ien c e   in   Co m p u ter  A p p li c a ti o n   f ro m   Ku ru k sh e tra   Un iv e rsit y ,   Ku ru k sh e tra,  In d ia  i n   2 0 0 9 .   S h e   re c e iv e d   h e r  m a ste r  i n   c o m p u ter  a p p li c a ti o n   f ro m   Ku ru k sh e tra  Un iv e rsity ,   Ku ru k sh e tra  in   2 0 1 2 .   S h e   is   w o rk in g   a s  a   lec tu re r  in   G o v e rn m e n t  c o ll e g e   f o r  W o m e n ,   Ka rn a l  sin c e   A u g u st  2 0 1 3 .   S h e   h a s  b e e n   g u id e d   m a n y   u n d e rg ra d u a tes   a n d   p o stg ra d u a tes   p r o jec t.           S h u b h a n s h i  S in g h a l  re c e iv e d   h e r  B.   T e c h   in   c o m p u ter  sc ien c e   a n d   e n g in e e rin g   f ro m   u tt e r  p ra d e sh   tec h n ica l  u n iv e rsit y ,   L u c k n o w ,   In d ia.  S h e   d id   h e r  M a ste r  in   T e c h n o lo g y   in   Co m p u ter  En g in e e rin g   f ro m   Ku ru k sh e tra  Un iv e rsit y ,   K u ru k sh e tra.  P re se n tl y   sh e   is  w o r k in g   a s  As sista n t  P ro f e ss o r  in   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e ri n g   De p a rtm e n t,   T ERi i,   Ku ru k sh e tra.  He r  a re a   o f   In tere st  is  d a ta  d e d u p li c a ti o n   a n d   m a c h in e   lea rn in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.