裴立軍

摘 要在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算作為全新的計(jì)算模型有著一定的影響力。它對(duì)互聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中大規(guī)模數(shù)據(jù)資源的計(jì)算與整合也獨(dú)具特色，能夠?qū)①Y源轉(zhuǎn)化為服務(wù)形式滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。本文圍繞數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)兩方面設(shè)計(jì)搭建了云計(jì)算安全平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證了該系統(tǒng)平臺(tái)的各模塊功能。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 平臺(tái) 數(shù)據(jù)傳輸 存儲(chǔ) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 安全 模塊

云計(jì)算（cloud computing）的核心是Internet計(jì)算模式，它的運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)功能都不運(yùn)行于本地計(jì)算機(jī)或服務(wù)器中，而是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分布式模式來(lái)實(shí)施大空間存儲(chǔ)。因此，可以將云計(jì)算視為一種并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和分布式計(jì)算方式，它對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)和資源應(yīng)用共享都具有強(qiáng)大的功能性，而且它也不需要獨(dú)立購(gòu)買(mǎi)或開(kāi)發(fā)應(yīng)用，全部功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程都由云服務(wù)商提供。

1 云計(jì)算安全系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)分析

1.1 云計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸與儲(chǔ)存安全模型

云計(jì)算可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，所以必須保證它的運(yùn)行過(guò)程是安全穩(wěn)定的，因此本文就要首先建立安全模型，一般比較常見(jiàn)的是基于威脅模型的云計(jì)算安全系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)。

云計(jì)算安全的威脅模型應(yīng)該主要由三部分組成：首先是數(shù)據(jù)流程圖，它是威脅模型的重要組成部分，是對(duì)數(shù)據(jù)流向的正確詮釋?zhuān)梢詼?zhǔn)確判斷數(shù)據(jù)的流動(dòng)過(guò)程和數(shù)據(jù)成為威脅數(shù)據(jù)安全的節(jié)點(diǎn)過(guò)程。其次是計(jì)算機(jī)程序的入口點(diǎn)與退出點(diǎn)，這一點(diǎn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于判斷整個(gè)系統(tǒng)中可能存在的威脅數(shù)據(jù)，并為其設(shè)置重點(diǎn)防護(hù)點(diǎn)。最后是潛在威脅列舉，它是對(duì)第三方所提供計(jì)算機(jī)程序的潛在威脅排查，主要體現(xiàn)的是某個(gè)信任機(jī)制，進(jìn)一步證明云計(jì)算平臺(tái)的可利用性。

基于威脅模型下的云計(jì)算安全系統(tǒng)平臺(tái)可以總結(jié)出兩個(gè)對(duì)其安全能夠產(chǎn)生威脅的方面：

（1）當(dāng)用戶(hù)數(shù)據(jù)在客戶(hù)端計(jì)算程序出入口被黑客攻擊劫持，云計(jì)算平臺(tái)就會(huì)采取對(duì)應(yīng)的防范措施，例如對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施加密，抵御黑客入侵。

（2）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的敏感數(shù)據(jù)實(shí)施加密，同時(shí)防止云計(jì)算資源服務(wù)提供商內(nèi)部的工作人員監(jiān)守自盜。

1.2 對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)功能中的加密設(shè)計(jì)

目前針對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)功能的加密算法很多，常用的是對(duì)稱(chēng)加密與非對(duì)稱(chēng)加密兩種。本文介紹一種對(duì)稱(chēng)加密理念的單鑰密碼系統(tǒng)加密方法，它利用相同密鑰加密方法對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，它保證了同一個(gè)密鑰同時(shí)為多個(gè)信息數(shù)據(jù)加密與解密，形成一種對(duì)稱(chēng)加密模式。通過(guò)這種算法，云計(jì)算安全系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定客戶(hù)端的加密，并能夠?qū)⑿畔踩膫魉偷椒?wù)器端形成特定保護(hù)體系。根據(jù)對(duì)稱(chēng)密鑰加密的基本特性，它也滿(mǎn)足了不同客戶(hù)端所具有的不同對(duì)稱(chēng)密鑰，即使是數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的工作人員也很難查出特定用戶(hù)的私密信息。

2 云計(jì)算安全系統(tǒng)中模塊功能的實(shí)現(xiàn)

云計(jì)算安全系統(tǒng)基于6大模塊組成，分別為管理服務(wù)器模塊、云計(jì)算資源服務(wù)器模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、非對(duì)稱(chēng)加密模塊、對(duì)稱(chēng)加密模塊、客戶(hù)端模塊，本文主要介紹前兩種模塊的具體應(yīng)用。

2.1 管理服務(wù)器模塊

管理服務(wù)器模塊專(zhuān)門(mén)為云計(jì)算資源服務(wù)器中的特定客戶(hù)端服務(wù)，其中ServerManager就是該模塊的主要類(lèi)，它包含了1個(gè)文字段和4種方法。其中字段Servers所主要提供的是Dictionary類(lèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)云計(jì)算資源服務(wù)器的存儲(chǔ)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)IP地址的響應(yīng)。它首先利用管理服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)消息，并在客戶(hù)端連接請(qǐng)求時(shí)使用FindFirstServer得到空閑云計(jì)算資源服務(wù)器信息，最后將信息轉(zhuǎn)發(fā)給客戶(hù)端程序，并與云計(jì)算服務(wù)器建立連接，存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)。

在管理服務(wù)器模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先建立叫做KeyValue的代碼，其對(duì)應(yīng)對(duì)象類(lèi)型應(yīng)該為FirstFreeServer，該代碼的功能就是存放查找結(jié)果，并返回空閑服務(wù)器存儲(chǔ)云計(jì)算資源。當(dāng)客戶(hù)端監(jiān)聽(tīng)對(duì)象建立以后，管理服務(wù)器模塊就可以開(kāi)始對(duì)客戶(hù)端信息的監(jiān)聽(tīng)工作。在監(jiān)聽(tīng)工作過(guò)程中如果有客戶(hù)端嘗試實(shí)施連接則要接受客戶(hù)端連接，并將所反映的信息反饋到網(wǎng)絡(luò)管道信息數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.2 云計(jì)算資源服務(wù)器模塊

云計(jì)算資源服務(wù)器模塊基于非對(duì)稱(chēng)密鑰產(chǎn)生，它通過(guò)密鑰將數(shù)據(jù)傳送給客戶(hù)端，然后實(shí)施數(shù)據(jù)加密。在加密后，數(shù)據(jù)信息就擁有了對(duì)稱(chēng)密鑰，這一密鑰能夠確保特定客戶(hù)端用戶(hù)之間進(jìn)行無(wú)障礙交流，它同時(shí)也聯(lián)系了其它模塊共同為客戶(hù)端申請(qǐng)?jiān)朴?jì)算數(shù)據(jù)信息。當(dāng)計(jì)算結(jié)果得出后，就可以將結(jié)果數(shù)據(jù)加密并傳送到客戶(hù)端。該模塊還能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)功能和解密功能。

在云計(jì)算資源服務(wù)器模塊中，所有代碼都采用惰性機(jī)制，例如基于AsymmetricEncryptionUtility功能所產(chǎn)生的非對(duì)稱(chēng)公鑰和私鑰。該功能屬于非對(duì)稱(chēng)模塊中所提供的主要類(lèi)，它能夠?qū)Ψ菍?duì)稱(chēng)密鑰所產(chǎn)生的過(guò)程進(jìn)行封裝，并為程序操作員提供能多更簡(jiǎn)易快捷的非對(duì)稱(chēng)類(lèi)功能。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)某個(gè)特定客戶(hù)端調(diào)用函數(shù)PostPublicKeyToClient首先將非對(duì)稱(chēng)密鑰傳輸?shù)娇蛻?hù)端，隨后再通過(guò)客戶(hù)端接收信息將公鑰加密并將其特定規(guī)范于客戶(hù)端的對(duì)稱(chēng)密鑰中，并對(duì)該對(duì)稱(chēng)密鑰實(shí)施解密。最后將密鑰存儲(chǔ)于客戶(hù)端字段中，與客戶(hù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶(hù)端程序提供云計(jì)算服務(wù)。

3 總結(jié)

從本文的簡(jiǎn)要分析可以看出，云計(jì)算這樣的新技術(shù)已經(jīng)能夠有效解決計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸方面所存在的問(wèn)題，并同時(shí)解決了數(shù)據(jù)中間匱乏桎梏，讓用戶(hù)能夠隨時(shí)隨地共享數(shù)據(jù)信息，且個(gè)人的私密信息也會(huì)得到妥善的安全保護(hù)。本文基于云計(jì)算系統(tǒng)安全平臺(tái)探討其下用戶(hù)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)體系構(gòu)建與模塊功能，證明了云計(jì)算技術(shù)的先進(jìn)性與智能化。

參考文獻(xiàn)

[1]王巖.論云計(jì)算用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸及其存儲(chǔ)安全[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2015（22）：55-56.

[2]李海濤.云計(jì)算用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)安全研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013（20）：24-26.

[3]張唯唯.云計(jì)算用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)安全方案研究[D].北京郵電大學(xué)，2011.20-40.

作者單位

火箭軍后勤信息中心工程師 北京市 100085