云計算服務數據安全儲存技術研究

于穎

摘要：根據當前云計算服務數據的發展趨勢，在介紹云計算和云存儲概念的基礎上，分析云存儲數據存在的主要安全問題，提出確保云計算服務數據安全的存儲對策，為云計算服務數據在互聯網及其他領域的安全儲存提供技術方面的借鑒。

關鍵詞：數據安全；云計算；云存儲；儲存技術

中圖分類號：TP309.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）04-0049-02

隨著互聯網技術的快速發展，應用軟件日趨成熟，2000年軟件即服務（Saas）開始興起，特別是2005年亞馬遜推出了AWS服務，云計算服務真正受到人們的認可和重視。此后，谷歌、IBM、微軟等公司都從不同角度提供了不同層面的云計算服務，作為一種全新的計算模式，云計算服務因為具有成本低、部署快、調整靈活等諸多優勢，受到的關注度越來越高，日趨步入快速發展的軌道。目前，云計算服務已經突破了互聯網市場的范疇，在政府、企業等部門和行業的應用越來越廣泛。

1 云計算和云存儲

云計算服務是指個人在數據處理過程中，不是在個人計算機或服務器上進行，而是充分利用互聯網的高速傳輸特性，把數據處理轉移到互聯網上的某個大型數據處理中心的計算機集群上，數據處理中心根據客戶的實際需求，對計算機資源進行最優化的分配，從而使客戶享受到超級計算機的數據處理服務。從本質上看，云計算是一種分布式系統，它利用互聯網的高速傳輸能力，把互聯網上的計算機資源整合起來，為客戶提供各種各樣的數據處理服務。云存儲是互聯網上的無數存儲設備構成的龐大存儲系統，優質高效的云存儲是實現云計算的基本條件。

2 云存儲數據安全分析

云計算在給人們帶來巨大便利的同時，還存在一定的安全隱患，集中存儲的數據一旦發生安全問題（被竊取、篡改或刪除等），將難以避免給客戶帶來危害。云存儲的數據安全性一直是客戶最關心的問題，近年來，Amazon，Google等云計算相繼發生數據泄露事件，使人們更加擔憂云存儲數據的安全性。思科公司首席執行官John C ham bers曾預言，數據安全問題將成為云計算前進道路上的“噩夢”。

云計算是互聯網上某個大型數據處理中心的計算機集群為客戶提供的數據存儲和操作服務，客戶個人進行數據處理對于服務提供方來說是完全處于透明狀態的，如果數據存儲的服務器遭到攻擊或是服務提供方出現數據泄露問題，勢必會給客戶數據安全造成威脅。另外，客戶的數據是在互聯網上的計算機服務器上存儲的，在數據傳輸的過程也存在一定的安全問題。云計算是一種分布式系統，每臺計算機都是互聯網上的一個節點，在沒有安全可靠保護的情況下，每個節點通過一定手段訪問其他任何節點在理論上是可以實現的。

云計算數據安全存儲技術主要存在以下幾方面問題：1） 數據加密存儲問題。常規信息系統通常采取加密的方式對存儲數據進行安全保障，云服務器中數據如果選擇加密的方式，雖然可以有效保障數據安全，但會導致操作和運算等變得非常麻煩和困難，影響客戶使用效率。2） 數據隔離問題。多個客戶的數據同時存儲在同一個計算機或服務器，云服務提供商通常采取應用隔離技術，避免存儲數據被非授權訪問，但利用程序漏洞仍然可以進行非授權訪問。大多數云服務提供商會請第三方審核應用程序，但是審核標準很難統一。3） 數據殘留問題。數據被刪除后服務器上仍然會有數據殘留，如果對存儲介質進行隨意釋放，就可能無意透漏給未授權一方，造成客戶數據泄漏。4） 數據遷移問題。保證服務正常使用，發生宕機時，云計算服務通常把正常工作進程進行轉移，遷移的數據包括內存中的動態數據和磁盤上的靜態數據。如果進程處理的是機密數據，在數據遷移過程中必須保證安全。5） 數據審計問題。數據存儲在云服務器中，客戶最關心的是數據歸屬權及訪問專屬權問題。在云服務器中數據審計問題是非常復雜的，因為客戶如果先下載再審計，一方面浪費時間，另一方面將產生不必要的高額費用。有效的辦法是下載少部分數據，就可以對整體數據進行準確判斷。

3 云計算服務數據安全存儲對策

云計算服務數據存儲，一方面要保證數據安全，另一方面要確保操作簡便。云存儲服務在設計過程中，按照數據安全存儲的要求，對客戶的數據進行加密保護，有效防止非受權方對數據進行竊取、篡改或刪除，確保客戶在云中保存的數據是安全的。在云計算服務應用中，為了保證數據的安全存儲和傳輸，必須在上傳或下載數據過程中進行有效保護，對數據加密是解決數據安全存儲和傳輸的常用手段。

當前，常用的數據加密算法分為對稱和非對稱加密算法兩個類別。對稱加密算法是在加密和解密過程中雙方使用同一個密鑰，因其在加密解密過程中操作簡便且速度較快，所以應用比較普遍，并且經過多年的發展技術也相對成熟，其主要優點是算法公開、操作簡便、速度較快、效率高，主要缺點是安全性能難以保證。非對稱加密算法的加密鑰和解密鑰是不同的密鑰，分別對加密和解密進行控制，其主要優點是安全性能好、使用靈活，主要缺點是運算量較大、難以保證速度和效率。對稱加密算法由于使用一個密鑰進行加密和解密，管理方面困難較大，在分布式網絡系統中使用較麻煩；非對稱加密算法由于使用不同的密鑰進行加密和解密，運算量過大，對于大數據量的加密和解密方面應用不方便。把對稱加密和非對稱加密結合起來使用，就可以有效解決以上問題，確保云計算服務數據存儲安全。

3.1 加密環節

客戶在加密時，可以從密鑰庫中提取所接收用戶數據對稱加密算法公鑰。加密處理中，由一個對稱加密算法密鑰生成器隨機生成一個包含校驗信息的密鑰，經過非對稱加密算法對這個密鑰進行再加密，最后，將處理過的數據信息和對稱加密算法密鑰密文作為一個數據包，保存在云端。重復上述做法，直到所有數據包都發送完成。

在上述數據加密過程中，針對客戶數據量的實際情況，用對稱加密算法處理量大的數據，用非對稱加密算法處理量小的數據，將兩種加密鑰和密文存儲在云端，用戶端只存儲非對稱加密算法和解密密鑰。應用這種方法，一方面可以有效避免對稱加密算法采用一個密鑰造成的密鑰管理困難問題，另一方面也克服了非對稱加密算法對大量數據加密速度慢、效率低的問題。

3.2 解密環節

客戶在解密時，首先運用非對稱加密算法將對稱加密算法的密鑰解密，從而還原密鑰；根據密鑰運用對稱加密算法將數據包解密，從而還原全部密文，一個數據包解密就完成了。重復上述做法，將所有數據包進行解密，就得到了全部的原始數據。

運用對稱加密算法和非對稱加密算法相結合的方式，既有效克服了對稱加密算法密鑰管理難題，又有效克服了非對稱加密算法不適合數據量較大時的加密難題。對于對稱加密算法密鑰管理問題，用戶持有非對稱加密算法密鑰，對應的公鑰在云端保存，進行數據交換時，用戶可以從云端下載非對稱加密算法和密鑰，用密鑰對數據進行加密處理，應用兩種加密方式結合的方法進行加密，將密文數據傳輸保存在云端；目標用戶用非對稱加密算法密鑰對數據進行解密，這樣就可以對數據進行雙重加密，從而確保了數據安全。

參考文獻

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