云仿真安全性研究

特約通訊員 梁曉歡

就當今市場而言，中小型企業對于云服務的使用還處于懷疑和猶豫的狀態。但實際上，云服務可以為工程師提供巨大的幫助，借助于云服務，工程師可以通過安全簡單的虛擬云訪問方式，隨時訪問各種昂貴的現代仿真軟件。為了提高企業對云服務安全性的信心，德國弗勞恩霍夫協會的研究人員正在努力尋找解決方案，使得云服務可以盡早得到廣泛普及。

許多中型企業始終不信任云服務，因此他們不愿意將其業務核心——專業知識和創新信息委托給IT供應商進行存儲和傳輸等處理，他們出于對企業競爭力的保護，不想因為使用云服務而產生對IT供應商的依賴。在“Cloud4E-可信云計算工程”項目里，弗勞恩霍夫協會互聯網信息服務——自動化事業部企業應用套件領域的研究人員正在研究一個專門針對中小型企業研發部門需求的解決方案，希望通過這個解決方案，能消除上述的擔憂。

在汽車和機械工程行業，特別是這些行業里的工程部門，已經開始逐漸依靠計算機輔助工程（CAE）軟件進行工作。弗勞恩霍夫協會企業應用套件領域研究員André Schneider表示：“計算機輔助仿真是最重要的CAE方法之一，但計算機輔助仿真的運行，需要大量的硬件資源和配置，以及專業的管理知識。”André Schneider指出，計算機輔助仿真在國際上已經變得越來越受歡迎，其未來需求將遠超出個人模擬的范圍，而將包含并行模擬變體（如以統計學的方式評估一個新的齒輪組件在壓力或其它不同環境溫度下的具體表現）等多種應用。André Schneider特別強調：“大多數的中小型企業根本沒必要為計算機輔助仿真專門配置巨大的計算能力，這對企業來說是非常大的資源負擔。云服務為這一矛盾提供了解決方案，允許這些企業能夠在其需要的時候，訪問并使用云服務提供商的計算能力和仿真軟件。”

在大公司里，標準的做法通常是：考慮并配備比日常業務所需的更多的IT資源和人員，從而能夠及時應對高峰時的業務需求。但這種做法，對小規模公司而言，無疑是不現實的，巨額的成本根本難以承擔。因此，這就導致了中小型企業處于一個無法充分利用現代計算機輔助工程工具的不利位置，其結果往往是許多明明可避免的功能缺陷直到原型階段才被發現，糾錯成本大大提高。

Cloud4E是聯邦經濟部和能源部發起的14個可信任云技術方案研究項目中的一個，致力于開發創新的、安全的、合規的云計算解決方案。在Dresden（東德的一個城市），弗勞恩霍夫協會的研究人員聯合一家本地計算機中心（GWDG）、一個仿真軟件提供方（ITI）、一個中等規模的FEM仿真服務提供商(ERAS)和Erlangen-Nuremburg大學的研究人員共同加入Cloud4E項目。Cloud4E項目的目標就是希望在不久的將來，中小型公司能夠通過虛擬數據云，以相對較低的價格訪問大型計算能力和專業仿真軟件，從而使得他們能夠在使用計算機虛擬原型時，發現并修復缺陷，從而降低糾錯成本。

弗勞恩霍夫協會已經開發了一個框架——“GridWorker”，在這個框架里，開發人員能夠可靠地訪問一系列供應商的仿真軟件。根據André Schneider的描述，啟動一個仿真訪問，并不會比工程師使用公司內部的本地資源更難。仿真軟件實際上并不是運行在工程師自己的電腦上，而是通過軟件即服務的方式，運行在云端的虛擬機上以供企業使用。虛擬機充分利用云端的存儲空間和計算能力，提供標準化OCCI（開放云計算接口）和AMQP（高級消息隊列協議）配置軟件級、平臺級和架構級別的解決方案，并可以根據個性化需求提供定制化服務。這樣做主要的優勢在于通過使用這些開放型標準，工程師可以根據需要，自由變換服務商，而不會丟失之前的工作內容，從而杜絕了對單一的云計算或軟件提供商的依賴，弗勞恩霍夫的“GridWorker”解決方案成為將這些不同的環境連接在一起的紐帶。

對所有資源提供廣泛性訪問

按照最初的計劃，Cloud4E將以模型應用程序的方式，為工程師提供到Modelica和FEM仿真軟件的訪問，允許工程師通過使用仿真軟件檢查虛擬原型的缺陷。最后，Cloud4E被升級為一個可以通過云訪問任何仿真軟件的解決方案。在這個解決方案里，軟件可以被靈活地使用和保留，計費方式可以按時間收費或固定費用收費。通過這種方式，Cloud4E為工程師提供了對他們所需要的所有資源的廣泛訪問。André Schneider強調，這對企業的益處是顯而易見的：這意味著企業減少了在硬件、軟件和人力資源上的投資成本，并同時避免了仿真軟件的安裝、維護等運行成本。而這些成本，是中小型企業在以往傳統運營中難以承受的。借助于Cloud4E，企業能以較低的成本使用云服務，同時顯著提高系統的可靠性和快速訪問能力。

這樣一個靈活且兼具成本效益的解決方案，對于高科技初創企業來說，是非常具有吸引力的。André Schneider表示，他已經知道一些相關的實際運用案例，如一些初創企業在計算機密集模擬和開發工作中，按需使用云服務商提供的資源。出于節省能源成本的考慮，企業也應該使用云服務，因為服務器和設備的冷卻通常會消耗大量的能源。然而，根據Techconsult針對中小型企業IT云指數的市場調研，調研結果顯示大多數公司還是在猶豫是否要將其敏感數據委托存儲在云服務提供商處。其實，在2013年初，德國的中型企業比以往任何時候，都更能夠接受云數據服務，但斯諾登泄密事件則導致了企業對數據安全態度的急劇轉變，三分之二的企業表示他們有安全上的擔憂，他們之所以排斥云服務是為了警惕自己以防失去對公司自身IT系統的控制。

極高的安全性

如果一直缺乏具有約束力的數據安全標準，不信任這一因素將會持續阻礙云技術的傳播。André Schneider強調：“敏感開發數據在傳輸、處理和云存儲的過程中的安全性和完整性應該是解決方案的核心。”這也解釋了為什么Cloud4E結合各種安全技術手段——包括身份管理、認證和數據傳輸、處理和存儲加密等技術，將云服務的安全性提高到一個前所未有的極高水平。

Cloud4E云服務解決方案的另一個優勢在于：當許多中小型企業無法負擔聘請數據安全專家的成本時，云服務供應商擁有自己的數據專家，以保護客戶數據不受外部攻擊。Cloud4E架構同時也適用于除了美國行業巨頭如亞馬遜、谷歌和微軟之外的小型計算機中心，企業可以非常方便地使用德國云服務供應商的資源以及相應的多個數據安全保護法。