云計算環境中的計算機網絡安全措施解析

董海濤

摘要：云計算是互聯網技術的又一大進步，具有通用性、按需服務、高可靠性、虛擬化、超大規模等特點，給人們應用網絡資源提供前所未有的便利。然而云計算也具有潛在的危險性，因此，保障云計算環境中的計算機網絡安全，仍是人們關注與討論的熱點話題。文章通過認真分析云計算服務形式及計算機網絡特點，探討云計算環境中計算機網絡安全問題，提出相關的安全防范對策，以供參考。

關鍵詞：云計算；計算機；網絡；安全措施

目前來看，云計算的定義并未統一，其中美國國家標準與技術研究院（National Institute of Standards and Technology， NIST）給出的定義被廣為接受，即，云計算是一種按使用量付費的模式，該模式提供按需、便捷、可用的網絡訪問，并可方便的應用存儲、服務器、網絡等相關資源，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。云計算給人們提供各種網絡資源，降低了人們應用網絡資源的成本投入，是互聯網技術未來發展的主要趨勢。但人們在享受云計算帶來便利的同時，該環境下的計算機網絡安全仍不容忽視，

1 云計算服務形式及云計算環境中的計算機網絡特點

1.1 云計算服務形式

研究云計算環境中計算機網絡安全問題，有必要先搞清云計算的3個重要服務形式：軟件即服務（Software as aService，SaaS），平臺即服務（Platform as a Service，PaaS），基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）。這3種服務方式可大大降低人們在網絡軟硬件方面的投入，減輕人們應用網絡資源的成本。

其中，SaaS指軟件即服務，將應用程序以服務方式提供給互聯網用戶，用戶不用將軟件安裝到自己的計算機上，而是依據某服務水平協議（ Service Level Agreement，SLA）直接可向提供商獲取所需服務。其應用包括：物流軟件、企業郵箱、視頻會議租用等。PaaS即平臺即服務，將應用程序開發與部署平臺以服務的方式提供給用戶，包括應用托管、應用測試、應用開發、應用設計等內容。該種模式下，用戶無需購買軟件或硬件，僅通過PaaS平臺便可完成應用與服務的創建、測試及部署。有關PaaS應用的實例有：微軟的Azure平臺、谷歌的App Engine平臺等。IaaS即基礎設施即服務，將網絡硬件、存儲、服務器等以服務的形式提供給用戶，其處于3層架構的最底層，企業或個人可借助云計算技術訪問或獲得存儲、計算等功能。

通過分析不難得知，用戶無論享受何種方式的云服務，都需通過網絡，即，保證計算機網絡安全是用戶正常使用云服務的前提，重要性不言而喻。

1.2云計算環境中的計算機網絡特點

云計算環境中的計算機網絡與傳統意義上的網絡不同，其具有以下特點：（l）如用戶為授權，數據與信息無法實現共享，因此，保密性是云計算環境中計算機網絡的重要特征。（2）如用戶未授權，不能對信息、數據隨意進行改變、破壞。刪除等操作。（3）未經用戶授權不能利用、處理、傳播數據與信息。（4）具有較高的信息審核性，即，需授權用戶、維護數據與信息的安全性，并應用專業技術進行控制與核查。

2 云計算環境中計算機網絡安全問題

云計算環境下，人們應用網絡資源的更為便捷，效率更高，但也面臨著一定的安全問題。（1）用戶數據經網絡傳輸給云計算服務商，由云計算服務商負責對用戶數據的統一管理，然而在數據傳輸過程中，或受管理員技術水平影響，這些用戶數據面臨泄漏風險，如用戶數據涉及商業機密，往往給用戶造成較大損失。（2）云計算環境下權限管理是一項+分重要的工作，其決定著用戶訪問的內容，以及能否進行相關的操作。一旦計算機網絡被黑客攻擊，獲得較高權限，會對用戶數據進行隨意更改，甚至刪除。（3）云計算環境下，人們應用云資源時，并不清楚資源具體在分布在哪些服務器上，因此，一旦受到攻擊，如不能準確對服務器進行定位，并及時采取防御措施，很容易導致用戶數據的損壞或泄露。與此同時，給數據的恢復帶來較大難度。（4）云計算環境下的互聯網，同樣具有隱蔽性、虛擬性、開放性特點，因此，如不法分子利用網絡從事破壞行為，造成危害性更大、范圍更廣，而且取汪面臨較大困難。

運用傳統網絡安全技術，如訪問控制策略、安全認證機制、加密機制等通過集成進行創新，可為云計算環境中的計算機網絡安全提供一定的支撐，但不能完全解決所有的安全問題，因此，為保證云計算環境下的計算機網絡安全，仍需人們做出更多努力。

3 云計算環境中的計算機網絡安全措施

云計算環境中，計算機網絡安全問題不容小視，無論云計算服務商還是用戶，均應提高安全意識，積極采取針對性措施，不斷提高計算機網絡安全，為云計算更好的發展以及人們更加安全地使用云資源做好鋪墊。

3.1 可信訪問控制

云計算機環境下，怎樣采用非傳統訪問控制類手段，實現對數據對象的訪問控制尤為關鍵，一方面，采用密碼學理論研發相關算法，加強對訪問的控制，保汪計算機網絡安全。例如，可考慮在用戶密文或密鑰中嵌入訪問控制樹或應用基于代理重加密方法、基于屬性的加密算法等。另一方面，允許權限撤銷操作。為密鑰設置一個失效時間，失效后要求用戶從認證中心對私鑰進行更新?；蛘邞迷诰€對可信第三方維護授權列表，通過對用戶ID屬性的判斷，能夠撤銷特定用戶的權限。

3.2 數據存在與可使用性證明

眾所周知，云計算環境中的計算機網絡付出的通信代價大大提升，用戶使用云資源時，將數據下載后再驗證其是否正確付出的代價太大，因此，如何在保證用戶取出較少數據的情況下，判斷數據是否完整尤為重要。一方面，可考慮使用面向用戶單獨驗證的數據可檢索證明（Proof ofRetrievable，POR）方法。另外，日本電氣株式會社（NipponElectric Company，NEC）實驗室提出PDI方法，與POR方法相比，驗證對象規模與處理速度均得到較大提升，而且可進行公開驗證。另一方面，還可應用基于BLS同態簽名與RS糾錯碼方法、基于代數簽名方法、基于新的數形結構MACTree方案等。

3.3 云資源訪問控制

保證云計算環境中的計算機網絡安全運行，應注重做好云資源訪問的控制，避免云資源的非法訪問，尤其應注重以下內容的落實：首先，將各個云應用布設在不同的管理域中，各安全域負責管理本地的資源以及用戶。其次，當用戶訪問資源時需要跨域時，應在邊界設置認證服務，實現對用戶身份認證的統一管理。最后，如用戶訪問的資源跨多個域，考慮到不同域有著自己的訪問策略，因此，應對共享資源制定一個雙方均認同的、公共的訪問控制策略。

3.4 其他安全措施

云計算剛興起不久，相關理論還不太完善，部分技術還不是很成熟，因此，為保證云計算環境下計算機網絡安全，除應用專業技術做好云資源訪問控制外，一方面需政府職能部門的配合，及時出臺相關法律法規，約束人們在云計算環境下的行為，防范云計算環境下計算機網絡安全事件的發生。另外，政府職能部門要求在各大高校開設云計算及云計算環境下計算網絡安全等相關課程，培養更多的專業人才。另一方面，提高技術人員專業水平。要求云計算服務商及時完善內部管理體系，加強技術人員思想教育，使其充分認識到保證云計算環境下計算機網絡安全的重要性，提高計算機網絡安全意識，自覺約束工作中的不良行為。同時，定期組織技術人員開展技術培訓活動，邀請業內權威專家，講解云計算環境下保障計算機網絡安全的前沿知識，并要求技術人員結合自身實際應用到實際工作中。

4 結語

云計算是未來互聯網發展的主要趨勢，為使人們正常、安全使用云上的資源，云計算服務商以及用戶自身應加強網絡安全防范意識，切實保護好自身權益。本研究得出以下結論。

（1）云計算提供的3種服務形式有：SaaS，PaaS，IaaS。人們正常享受這些服務的前提是保證網絡安全，因此，云計算環境中的計算機網絡安全仍不容忽視。

（2）對云計算環境中計算機網絡安全特點認真分析的基礎上認為，人們在應用云上各種資源服務時，仍存在一定的安全隱患，尤其對于企業而言一旦重要數據或信息泄露將造成較大經濟損失。

（3）為提高云計算環境中計算機網絡安全性，一方面，要求云計算服務商做好安全部署，應用多種安全防范技術，包括可信訪問控制、數據存在與可使用性證明、云資源訪問控制等。另外，政府職能部門應提高認識，積極出臺云計算環境中計算機網絡安全管理辦法，打擊網絡違法行為。同時，要求各大高校開設相關專業，培養更鄉專業人才。云計算服務商，應加強技術人員思想教育與技術培訓，降低云計算環境中計算機網絡可能發生的風險。