黃藝海

云存儲(chǔ)作為一種依托服務(wù)的系統(tǒng)，其主要目的是把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中。利用云存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對分布式文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)集群技術(shù)的統(tǒng)一管理，借助集群管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的集中管理，保證了各個(gè)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)合作，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。但是隨著云存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，其自身安全方面出現(xiàn)了問題，影響著云存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。因此，對云存儲(chǔ)技術(shù)安全問題的探索和研究成為當(dāng)務(wù)之急。

一、云存儲(chǔ)

（一）云存儲(chǔ)的概念

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算定義上衍生出的一個(gè)新名詞，作為一種新興網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，通常指的是借助集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)途徑和分布式文件系統(tǒng)等特征，依托應(yīng)用平臺(tái)對網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)類型存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行集中管理，通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的統(tǒng)一處理。

在云計(jì)算系統(tǒng)中核算和處理的重點(diǎn)為大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理的情況下，云計(jì)算系統(tǒng)關(guān)于其存儲(chǔ)設(shè)備需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)目設(shè)置，如此一來云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)化成云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)依托數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為前提的云計(jì)算系統(tǒng)。簡單來講，云存儲(chǔ)是將存儲(chǔ)資源統(tǒng)一歸置到云中實(shí)現(xiàn)客戶存取的一種新興手段。用戶可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)其功能操作，也就是只要有聯(lián)網(wǎng)裝置用戶就可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理。

（二）結(jié)構(gòu)模型

1.折疊存儲(chǔ)層

存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)的基本構(gòu)成內(nèi)容，其中存儲(chǔ)設(shè)備通常為FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，NAS、iSCSI等OP存儲(chǔ)設(shè)備，或者為SCSI、SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備一般情況下其規(guī)模較大并且分布較為分散。相互之間借助廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)有效對接。

存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)處于存儲(chǔ)設(shè)備上層，通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理等操作，同時(shí)也可以對硬件設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及后期維護(hù)、升級等操作。

2.折疊基礎(chǔ)管理層

基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)最重要組成內(nèi)容，并且也是云存儲(chǔ)中最難處理的內(nèi)容?；A(chǔ)管理層依托集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等途徑，實(shí)現(xiàn)對云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的協(xié)調(diào)處理，使得多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備可以對外提供相同服務(wù)，并且還進(jìn)一步確保了數(shù)據(jù)訪問的穩(wěn)定性以及合理性。

CDN包括系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)，以此確保云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被沒有授權(quán)的用戶所訪問，并且依托其他數(shù)據(jù)備份和容滅技術(shù)等提高云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性。

3.折疊應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)中靈活性較強(qiáng)的內(nèi)容，各種云存儲(chǔ)經(jīng)營企業(yè)可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)發(fā)展需求，研發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)接口，豐富其服務(wù)內(nèi)容。比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)等。

4.折疊訪問層

任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以借助統(tǒng)一的公共應(yīng)用接口來登陸云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)應(yīng)用企業(yè)不一樣，云存儲(chǔ)提供的訪問類型和訪問途徑也就不一樣。

二、云存儲(chǔ)的重要特征

（一）計(jì)算和存儲(chǔ)的整合

存儲(chǔ)僅僅是人們對信息的保存，而關(guān)于信息的處理作為云計(jì)算背景下一項(xiàng)重要內(nèi)容，分布式的存儲(chǔ)模式為推進(jìn)計(jì)算向存儲(chǔ)的演變創(chuàng)造了有利條件，計(jì)算與存儲(chǔ)的相結(jié)合作為云計(jì)算的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，用戶也許會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的讀取，也就是數(shù)據(jù)密集型的問題。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)結(jié)合用戶發(fā)送的申請通過目錄搜索到組成用戶所需數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)塊，然后對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重組還原實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取；用戶在得到數(shù)據(jù)后也許會(huì)有一些計(jì)算任務(wù)，也就是數(shù)據(jù)與計(jì)算同時(shí)密集的問題。關(guān)于上述問題，云存儲(chǔ)完成了計(jì)算與存儲(chǔ)的融合，將二者整合成一體，不需要再對大的文件塊先存儲(chǔ)然后再計(jì)算，詳細(xì)步驟為：系統(tǒng)首先得到計(jì)算任務(wù)，根據(jù)數(shù)據(jù)讀取的模式讀取各個(gè)數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)信息，這個(gè)時(shí)候計(jì)算任務(wù)會(huì)立刻在文件存儲(chǔ)服務(wù)器中開始計(jì)算工作，在工作結(jié)束后僅僅向用戶傳送計(jì)算結(jié)果，在整個(gè)環(huán)節(jié)中不存在大數(shù)據(jù)的傳送與重組，計(jì)算與存儲(chǔ)都是通過一個(gè)節(jié)點(diǎn)來完成的，達(dá)到了計(jì)算向存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移的目的，顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。

（二）存儲(chǔ)虛擬化

存儲(chǔ)虛擬化具體指的是將底層存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行虛擬化統(tǒng)一處理，向服務(wù)器層屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備硬件的特殊性，只保留統(tǒng)一的邏輯特征，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的集中、統(tǒng)一管理。

較傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)，抽象化存儲(chǔ)的顯著特征為：磁盤應(yīng)用效率高，傳統(tǒng)存儲(chǔ)手段中的磁盤應(yīng)用效率通常介于30%-70%之間，而通過抽象化方法的磁盤應(yīng)用效率達(dá)到70%—90%；存儲(chǔ)靈活性較高，可以達(dá)到各種廠商、各種類型異構(gòu)存儲(chǔ)平臺(tái)需求標(biāo)準(zhǔn)，確保了存儲(chǔ)資源管理的靈活性；管理容易操作，研發(fā)的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)集中管理模式，避免由于存儲(chǔ)設(shè)備升級而引起的其他管理問題；性能高效，抽象化存儲(chǔ)系統(tǒng)可以完全實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，使得每一個(gè)數(shù)據(jù)訪問所需的寬帶合理分配到對應(yīng)的存儲(chǔ)模塊中，確保了系統(tǒng)對寬帶訪問的意義。

三、安全性能分析

每一種存儲(chǔ)加密方案都存在被攻擊的危險(xiǎn)，其中這些攻擊既包括內(nèi)部攻擊，也包括外部攻擊。內(nèi)部攻擊通常指的是由于用戶的每一個(gè)數(shù)據(jù)存放在云存儲(chǔ)服務(wù)器端，內(nèi)部攻擊對象可以對用戶存儲(chǔ)的個(gè)人數(shù)據(jù)進(jìn)行非法訪問。外部攻擊具體指的是利用竊取手段在網(wǎng)絡(luò)傳送環(huán)節(jié)盜竊數(shù)據(jù)資料，或者利用直接攻擊服務(wù)器的手段來非法獲取用戶數(shù)據(jù)資料。

因?yàn)殛P(guān)于外界攻擊，我們可以通過安全的HTTPS加密傳輸協(xié)議，來增強(qiáng)用戶數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)傳送過程中的安全，因此接下來主要關(guān)于內(nèi)部攻擊出現(xiàn)的情況下，針對密鑰分離與加密手段的云存儲(chǔ)加密方案的安全性展開具體分析和研究。

第一，數(shù)據(jù)加密密鑰作為確保云存儲(chǔ)服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全必不可少的因素。其沒有借助其他形式存放在云存儲(chǔ)服務(wù)器中，而是在數(shù)據(jù)需要加密和解密操作的時(shí)候，通過用戶提供的主密鑰與云存儲(chǔ)服務(wù)器提供的配對密鑰，利用重新計(jì)算形成。要獲得用戶資料數(shù)據(jù)，需要明確用戶主密鑰與服務(wù)器配對密鑰，也就是需要用戶參與到整個(gè)流程中來，從而保證了用戶對數(shù)據(jù)的處理權(quán)，數(shù)據(jù)的安全性明顯提高。而傳統(tǒng)的云存儲(chǔ)加密方案中加密密鑰需要借助服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，不需要用戶參與，其作為最顯著的安全問題升級；其次，用來加密數(shù)據(jù)的加密算法主要取決于加密技術(shù)，很顯然也就不能獲取數(shù)據(jù)加密過程中所采取的詳細(xì)加密算法，

大幅度提升了利用破解數(shù)據(jù)加密算法水平，大大增加了破解數(shù)據(jù)密文這一方法的難度，從而顯著增強(qiáng)了云存儲(chǔ)服務(wù)器用戶端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。

此外，借助密鑰分離與加密手段的云存儲(chǔ)加密方案另一個(gè)特征是，可以在不考慮云存儲(chǔ)服務(wù)提供商是否安全的情況下，快速搭建一個(gè)較為安全的云存儲(chǔ)環(huán)境。