基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)查找與加密方案研究

原虹+劉致放

摘 要 云計(jì)算是一種新型的信息化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，目前對(duì)云計(jì)算的數(shù)據(jù)查找和加密方案的研究已經(jīng)引起了社會(huì)的高度關(guān)注。文章從云計(jì)算概述，云計(jì)算中的專業(yè)名詞及其意義，云計(jì)算的數(shù)據(jù)查詢與加密等三個(gè)方面對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 云計(jì)算；數(shù)據(jù)查找；加密

中圖分類號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0063-01

云計(jì)算可以讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)極速的計(jì)算能力，對(duì)氣候、市場(chǎng)也有強(qiáng)大的預(yù)測(cè)能力，存儲(chǔ)能力也很強(qiáng)大，計(jì)算和存儲(chǔ)都在云中，用戶通過(guò)各種設(shè)備可以暢游網(wǎng)絡(luò)，享受便捷服務(wù)。云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)和特色是非常明顯的，但是在如今的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于每個(gè)用戶而言，云計(jì)算還存在著很多安全隱患，如個(gè)人私密的泄露，所以對(duì)于使用云計(jì)算服務(wù)的用戶，快速查到自己所需要的數(shù)據(jù)信息，安全、有效的傳輸自己的數(shù)據(jù)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。綜上所述，云計(jì)算的數(shù)據(jù)查找與加密是非常值得探討的問(wèn)題，有助于云計(jì)算服務(wù)更好地為所有用戶服務(wù)。

1 云計(jì)算概述

云計(jì)算是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)，國(guó)際上沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義，因?yàn)橹钡浆F(xiàn)在人們?nèi)匀辉诓恍秆芯浚朴?jì)算的定義隨著人們研究的深入也在不斷的完善。就目前而言，普遍對(duì)云計(jì)算是這樣定義的，云計(jì)算是運(yùn)用于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算，它類似于一個(gè)公共平臺(tái)，對(duì)所有資源進(jìn)行整合，將信息數(shù)據(jù)按照每臺(tái)計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的需求分配，最終的目的是實(shí)現(xiàn)所有資源對(duì)用戶透明。

云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)的，而網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用程序運(yùn)用一定方式可以快速擴(kuò)展和收縮，按照需求獲得所需資源，這個(gè)提供資源的網(wǎng)絡(luò)類似一個(gè)平臺(tái)，被稱為“云”。用戶眼中的“云”資源豐富，而且可以無(wú)限擴(kuò)展，用戶可以按照自己的需求隨時(shí)查找信息，當(dāng)然這個(gè)需要付費(fèi)，就像我們利用2G/3G網(wǎng)絡(luò)一般。云計(jì)算綜合了并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和分布式計(jì)算，三者并駕齊驅(qū)，共同發(fā)展，也使這些概念在商業(yè)上體現(xiàn)了其價(jià)值。

2 云計(jì)算中的專業(yè)名詞及其意義

云計(jì)算中的一些專業(yè)名詞就像在一個(gè)企業(yè)每個(gè)人的頭銜一樣，不同的頭銜負(fù)責(zé)不同的工作，云計(jì)算中也有很多這樣的名詞，具體如下。

1） DIS（數(shù)據(jù)查詢者集合）包括ID（數(shù)據(jù)查詢者身份）、POS（數(shù)據(jù)查詢者位置）、SL（數(shù)據(jù)查詢者安全等級(jí)）。

2）DO（數(shù)據(jù)擁有者）包括ID（數(shù)據(jù)查詢者身份）、DT（數(shù)據(jù)擁有者所具有的數(shù)據(jù)類型）、Cer（DIS所需獲得的認(rèn)證證書）。

3）IR（查詢請(qǐng)求）包括DIS、DO、Req_index（用戶查詢請(qǐng)求）、datablock_index（DIS請(qǐng)求查詢的數(shù)據(jù)塊）、operation（DIS請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)的操作）。

4）CE（可計(jì)算加密）包括Key_Gen（密鑰生成算法）、Enc（加密算法）、Dec（解密算法）、Cc（密文計(jì)算算法）。

3 云計(jì)算的數(shù)據(jù)查詢與加密

3.1 數(shù)據(jù)查詢

一般來(lái)說(shuō)DO掌握用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限，DO可以直接將權(quán)限指派給DIS，但這種方法的擴(kuò)展性不理想，往往查詢一類數(shù)據(jù)就要指派一次，查詢另一類數(shù)據(jù)還要再次指派，非常浪費(fèi)時(shí)間；而通過(guò)對(duì)身份的鑒別后將權(quán)限指派給DIS，這種方法優(yōu)于之前的方法，可以控制訪問(wèn)量，如今主要研究的方向也是后者---DO通過(guò)身份的鑒別后將權(quán)限指派給DIS。

云計(jì)算中，針對(duì)用戶訪問(wèn)權(quán)限問(wèn)題，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢方案區(qū)分能力差，即區(qū)分DO和DIS的能力差；處理大規(guī)模、大量數(shù)據(jù)的能力差，即處理云計(jì)算中的訪問(wèn)量和數(shù)據(jù)量差。針對(duì)這些問(wèn)題提出了身份管理模型和基于權(quán)限的身份鑒別方法，可以有效提高數(shù)據(jù)查詢能力。

1）IMM，即身份管理模型。做一個(gè)有向圖，表現(xiàn)不同用戶的身份關(guān)系。用戶的身份用圖中的節(jié)點(diǎn)代表，不同用戶身份之間的繼承關(guān)系用邊代表。就緒、激活、失效代表了不同用戶的身份狀態(tài)。虛線和實(shí)線分別代表身份間的激活關(guān)系和身份間的權(quán)限繼承關(guān)系，至此構(gòu)造了一個(gè)身份管理模型。

2）基于權(quán)限的身份鑒別。以身份管理模型為基礎(chǔ)，在嚴(yán)格的身份權(quán)限等級(jí)中，為了系統(tǒng)的身份配置不過(guò)多、過(guò)亂，不同的身份權(quán)限是不可以相等的，也不可以存在相互包含的關(guān)系，通過(guò)計(jì)算，DO根據(jù)用戶需求，為其選擇適合的權(quán)限和身份數(shù)據(jù)最少的身份集合，此類算法便是基于權(quán)限的身份鑒別方法。

3.2 云計(jì)算的數(shù)據(jù)加密

隱私安全在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)孔不入的年代尤為重要，云計(jì)算中也一樣，無(wú)論是DO自己的數(shù)據(jù)還是DIS獲得的數(shù)據(jù)，隱私安全很重要，現(xiàn)在很多用戶因?yàn)殡[私泄露造成重大財(cái)產(chǎn)損失，為了更好的隱私安全，我們要為隱私加密，但是由于傳統(tǒng)的加密方法基本都不支持密文運(yùn)算，嚴(yán)重影響相關(guān)供應(yīng)商為用戶提供云服務(wù)的質(zhì)量，介于此，經(jīng)過(guò)深入研究，得出了CES加密方法，CES加密方法運(yùn)用時(shí)，數(shù)據(jù)被分為了字符串和數(shù)值數(shù)據(jù)，它不但能夠保證DO和DIS的數(shù)據(jù)安全，加密字符串的模糊檢索和加密數(shù)值數(shù)據(jù)的基本算數(shù)運(yùn)算也能有效進(jìn)行，運(yùn)用此方法用戶的隱私安全得到了保證，云服務(wù)運(yùn)營(yíng)商也可以更好的為用戶服務(wù)。

CES的字符串的模糊檢索主要處理的是英文數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的英文單詞，通過(guò)關(guān)鍵詞匹配和前綴匹配進(jìn)行檢索，例如lucky和duck，由于lucky和luck詞義相近，所以lucky以luck為前綴。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)前綴匹配便可進(jìn)行模糊檢索。如果想返回檢索結(jié)果要遵循以下原則：最匹配的結(jié)果集由與檢索參數(shù)一樣的字符串構(gòu)成；次匹配結(jié)果集由與檢索參數(shù)開(kāi)始的字符串構(gòu)成；設(shè)定檢索參數(shù)的字符數(shù)為m，前m-1個(gè)字符與檢索參數(shù)相同，基本匹配結(jié)果集由第m個(gè)字符與檢索參數(shù)不相同的字符串則構(gòu)成。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷進(jìn)步，以及我們對(duì)云計(jì)算越來(lái)越多的運(yùn)用，會(huì)使越來(lái)越多的方法不斷涌現(xiàn)，云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理能力及存儲(chǔ)能力會(huì)得到更好的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，給互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出一個(gè)新思路。

4 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算的處理數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的超強(qiáng)能力讓越來(lái)越多的用戶趨之若鶩，讓越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商看到了巨大的商機(jī)，然而在實(shí)際的云計(jì)算中由于數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)加密的方法不能滿足用戶的需求，同時(shí)針對(duì)云計(jì)算中的一些安全隱患也沒(méi)有得到很好的解決，說(shuō)明如今應(yīng)用的數(shù)據(jù)查詢和加密方法是不適用的，本文經(jīng)過(guò)研究和探討提出身份管理模型和權(quán)限的身份鑒別兩種新數(shù)據(jù)查詢方法，以及CES加密方法，以上方法能有效提高云計(jì)算中的數(shù)據(jù)處理能力，用戶隱私安全也得到了極大保證。

參考文獻(xiàn)

[1]于延，王建華，孫惠杰.基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)查找與加密方案研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2013（04）.

[2]孟鄉(xiāng).基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建探析[M].北京出版社，2012.

[3]劉鵬.面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究[M].北京出版社，2013.endprint