吳遠棟　雷敬祥

摘 要：隨著云計算和網絡技術的快速發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)將被存放在云端，云計算的數(shù)據(jù)檢索已成為了熱門的話題。本文基于國內外的最新研究成果，提出了云計算的數(shù)據(jù)檢索方案，以及未來的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：云計算；網絡技術；數(shù)據(jù)檢索

0 前言

在當今信息技術高度發(fā)達的時代，云計算無疑是學術界、互聯(lián)網企業(yè)、通信運營商、政府等關注的寵兒。云計算主要是基于網絡就是計算機的重要思想，通過將大量的存儲資源和計算資源用網絡連接起來進行統(tǒng)一的管理，構成一個龐大的虛擬IT資源池向用戶提供按需服務。在 IT 產業(yè)界[1]，云計算被普遍認為是繼互聯(lián)網經濟繁榮以來的又一個重要 IT 產業(yè)增長點，具有巨大的市場增長前景；由于云計算的發(fā)展理念符合當前低碳經濟與綠色計算的總體趨勢，并極有可能發(fā)展成為未來網絡空間的神經系統(tǒng)。不可否認，云計算在信息領域引起了一場新的工業(yè)化革命，其帶動了整個互聯(lián)網、傳統(tǒng)電信產業(yè)乃至真?zhèn)€社會產業(yè)的變革，但當前，隨著云端數(shù)據(jù)的膨脹，要從云端海量的數(shù)據(jù)中快速高效地檢索出想要的數(shù)據(jù)，已經成為一個急需解決的問題，因此數(shù)據(jù)檢索技術越來越成為制約云計算發(fā)展的主要因素。

1 云計算下的大數(shù)據(jù)加密檢索技術

（一）云計算的定義

云計算的定義有許多種，其中得到業(yè)界最廣泛認可的是2011年由美國國家標準和技術研究院（NIST）組織云計算產業(yè)界的主要廠商經過多次討論研究后提出的[2]：云計算是一種通過網絡以便捷、按需的形式從共享的可配置計算資源池（這些資源包括網絡、服務器、存儲、應用和服務）中獲取服務的業(yè)務模式，云計算業(yè)務資源應該支持通過簡潔的管理或交互過程快速地部署和釋放。

（二）云計算下大數(shù)據(jù)的加密檢索技術

這里的加密檢索其實是對密文進行檢索，由于用戶的數(shù)據(jù)存放在云端，那么就失去了保密性，這對用戶而言是致命的，這也是阻礙云計算發(fā)展的一個關鍵因素，故用戶在將數(shù)據(jù)存放在云端之前，先對要上傳的數(shù)據(jù)進行加密，由于云服務提供商不知道加密算法和加密密鑰，所以用戶的數(shù)據(jù)對云服務提供商而言是完全保密的。但是為了用戶以后檢索文件的便利與高效率，就需要在將數(shù)據(jù)密文上傳云端之前在密文數(shù)據(jù)的后面添加一個MAC函數(shù)值，以后用戶需要檢索想要的數(shù)據(jù)時就可以直接通過計算MAC函數(shù)值，然后與云端密文數(shù)據(jù)后面的MAC函數(shù)值進行對比，如果相等，則該數(shù)據(jù)就是所檢索的，否則不是。其中該MAC函數(shù)值是這樣得到的：提取數(shù)據(jù)明文的關鍵詞組合或者文章標題或者某幾個句子的組合，進行MAC函數(shù)計算而得到的。其中提取數(shù)據(jù)明文的關鍵詞組合或者文章標題或者某幾個句子的組合的優(yōu)點是，計算代價小，它突破了之前用整個明文數(shù)據(jù)進行MAC計算的思想，從而大大降低了計算量，提高了用戶檢索所需文件數(shù)據(jù)的速度。

當我們需要檢索某個文件數(shù)據(jù)時，首先通過計算組合的關鍵詞或者文章標題或者某一個句子的MAC函數(shù)，結果為M位，然后將計算后的結果給云服務提供商，云服務提供商只需檢驗文件數(shù)據(jù)的后M位，找到M位相同的數(shù)據(jù)則說明其是要查找的數(shù)據(jù)。然后就可以將搜索到的數(shù)據(jù)傳給搜索者。在上述技術中，由于原始數(shù)據(jù)以及檢索數(shù)據(jù)都是加密的，故對云服務提供商而言都是保密的，從而達到了加密檢索的目的。

通過以上分析，基于云計算的大數(shù)據(jù)加密檢索技術如圖1所示：

3 加密檢索技術未來發(fā)展趨勢

通過云計算的加密檢索技術，既達到了用戶數(shù)據(jù)保密的目標，又由于該技術方便簡潔，計算量小，搜索效率高，因此有很大的應用前景。同時此技術巧妙地運用了消息認證碼，故即使不同文件重疊率很高，只要所選關鍵詞或關鍵句組合不同，那么它們計算出的MAC值也會不同，這就更加證明了此技術的精確性。但是該技術的一個缺陷在于，如果在重疊率很高的文件中所選的關鍵字或關鍵詞一樣，那么就不能保證最終檢索出來的文件數(shù)據(jù)是之前想要的。故在保證方便簡潔高效的同時，如何提高加密檢索的精度是未來急需解決的問題。

4 結束語

隨著云計算與大數(shù)據(jù)的膨脹，加密檢索技術日益凸顯出其重要作用。本文通過研究云計算的加密檢索技術，歸納出了該技術的優(yōu)點，然而無論從理論上還是從技術上，該技術還有待優(yōu)化。而要真正優(yōu)化云計算加密檢索技術，還需要學術界、產業(yè)界以及政府相關部門的共同努力才能實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]馮登國等.云計算安全研究[J].軟件學報，2011，20（1）：71-83.

[2]MELL P， GRANCE T. NIST SD 800-145，The NIST definition of cloud computing [S]. Gaithersburg， MD： NIST Special Publication，2011.