基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法

摘要：該文針對當前圖書館文獻資源安全共享方法吞吐率較低的問題，提出基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法，即整合圖書館文獻資源，對文獻資源進行加密，利用云計算確定共享任務分配優先級，分配資源共享任務，最后通過控制訪問權限實現文獻資源安全共享。實驗結果表明：基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法在試驗時吞吐量最大達到450 MB，優于兩種對比方法，應用效果良好。

關鍵詞：云計算平臺；文獻資源；資源安全共享；資源共享

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.024

中圖分類號：G 251；TP 3 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-00-03

A Secure Sharing Method for Library Literature Resources Based on Cloud Computing

Abstract： This article proposes a cloud computing based method for secure sharing of library literature resources to address the issue of low throughput in current methods. Integrate library literature resources， encrypt them， use cloud computing to determine the priority of shared task allocation， allocate resource sharing tasks， and finally achieve secure sharing of literature resources by controlling access permissions. The experimental results show that the cloud computing based secure sharing method for library literature resources has a maximum throughput of 450 MB during the experiment， which is better than the two comparative methods and has good application effects.

Keywords： cloud computing platform; literature resources; resource security sharing; resource sharing

0 引言

圖書館作為知識傳播與存儲的重要陣地，其文獻資源的安全與共享問題的重要性和緊迫性日益凸顯。在數字化、網絡化時代，圖書館文獻資源已不再局限于傳統的紙質載體，而是涵蓋了電子圖書、數據庫、多媒體資料等多種形態，這些資源的豐富性和便捷性滿足了讀者的多元化需求[1]，然而，如何在保障文獻資源安全的前提下，實現高效、廣泛的共享，成為當前圖書館界亟待解決的課題。在該背景下，筆者開展了基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法研究，期望通過本人的研究，提高圖書館的服務質量，推動圖書館的現代化發展。

1 基于云計算的圖書館文獻資源安全共

享方法

1.1 整合圖書館文獻資源

隨著信息技術的不斷發展，圖書館文獻資源越來越多。然而，這種豐富性和多樣性也帶來挑戰，因此對文獻資源進行分類整合，具體如下。

（1）紙質圖書。將電子書的MARC數據導入紙質圖書的MARC數據中實現統一檢索[2]。

（2）期刊。將紙質期刊和電子期刊的目錄以字母順序A-Z進行排列，以提升資源檢索的效率和用戶體驗。

（3）報紙。將新書和報紙目錄放到圖書館網站上[3]。

1.2 加密文獻資源數據

在完成文獻資源整合后，為確保資源的安全性，必須對其進行加密處理。本文中采用了SystemSetUp算法來進行系統參數的初始化。首先接收一個輸入參數，并基于這一參數，選擇由元g生成的兩個乘積循環群G1與GT。在這兩個群之間，定義一個雙線性映射，該映射從G1xG1的乘積映射到GT，這一映射過程被標記為。隨后，在算法中選擇兩個隨機數和，并通過指數運算生成h和f兩個關鍵元素。根據式（1）和式（2），分別計算并生成子系統公鑰PK和系統主密鑰MSK，具體如下：

在完成系統公鑰（PK）和系統主密鑰（MSK）的生成后，構建Hyperledger Fabric網絡中的對等節點（Peer Nodes）體系。這包括為每個對等節點生成公鑰、私鑰、證書以及一個全局屬性映射表。本文中采用了統一的哈希算法，該算法被用來將虛擬屬性值映射到群G1上的元素。這一做法不僅增強了系統的安全性，還使得用戶屬性的定制與G1群上元素的對應關系更加直觀和便捷[4]。構建的用戶屬性映射表如表1所示，該表中的數據均以String類型存儲，便于處理和查詢。

在密鑰生成過程中，本次應用AttrPrvKeyGen密鑰生成算法，該算法接收一組用戶屬性Attrs作為輸入。首先，根據預先定義的全局屬性映射表，算法將用戶的實際屬性轉化為對應的虛擬屬性集Vit_Attrs。接下來，算法選取一個隨機數作為密鑰生成過程中的一個關鍵參數。然后，遍歷虛擬屬性集Vit_Attrs中的每一個虛擬屬性vir_attr，并為每個虛擬屬性獨立地選擇一個隨機數[5]。最終，通過AttrPrvKeyGen算法生成用戶屬性密鑰組件，其計算公式表示為

綜上，完成文獻資源數據加密設計。

1.3 利用云計算確定共享任務分配優先級

在云計算平臺中，調度模塊負責協調各虛擬機進行資源分配，確保其按照預設的調度規則高效地執行共享任務。每個虛擬機根據其執行特定任務所需的時間長短來動態調整其在共享任務隊列中的優先級。假設第i個計算節點的第j個虛擬機處于調度階段，則共享任務執行所需時間為t1、t2、t3，存在下述關系：

式中，t1為向平臺引入數據所用的時間；t2為數據傳輸所需要的時間；t3為共享任務處理數據的時間。計算共享資源導入過程的耗時，其可表示為

式中，M表示待處理的資源總量；V表示計算節點之間傳輸資源的平均速率。在云平臺內，計算節點的處理效率可表示為

式中，是在沒有附加負荷時虛擬機對共享資源的處理效率；是虛擬機在第i個結點上所配置的虛擬機的最大數目；y是虛擬機虛擬機的衰退率。結合節點性能函數，其表達式為

將t1、t2的表達式代入到（7），即可得到其在其點上執行任務的時間。當虛擬機數量為N時，對全平臺上的所有計算節點進行任務節點總運行時間計算，其公式表達如下：

式中，N表示VM總數。依據上述設計，基于云計算平臺，完成共享任務分配優先級的確定。

1.4 分配資源共享任務

假設存在n個獨立運行的資源共享任務，且其每個任務的相對時限為其周期的默認值。為確保模型利用率的有效性，必須滿足以下條件：

式中，為任務請求運行響應的最大值；為任務周期；為高于任務集合的優先級；為任務l請求運行的響應時間。如果每一項工作都符合以上條件，那么一次指派的工作循環就是一次，每一循環的時間長度是3個，分配到共享模式的時間切片長度是1個單元，那么在一次指派過程中，最差的任務指派狀況如圖1所示。

1.5 控制訪問權限實現安全共享

本文根據圖書館文獻資源類別與訪問人員的責任設置權限管理策略，對同一個用戶的多角色授權進行最小化后，得到層級式的存取權利控制清單，從而實現安全共享。角色指派架構如圖2所示。

在云計算平臺上，圖書館所管理的文獻資源文件會根據其內容的敏感程度和重要程度被劃分為多個保密等級，對不同保密等級的訪問控制也會相應提高。本文基于圖2角色指派結構，即可實現資源安全共享。

2 實驗

2.1 實驗準備

本文建立了一個針對包含500多個節點對象的中型存儲簇任務分派方案。其中，設置20個不同的調度程序，每個調度程序負責管理和調度25個節點的共享任務。為優化任務執行效率，本文將相同的應用程序統一配置到相同的網絡節點上，確保其能夠并行且高效地被執行。隨后，根據虛擬共享任務的計算量大小，對J類應用進行升序編號，以便于更好地進行任務管理和調度。實驗環境如IarQIXNK8yqcY7929vJVOywcMSYEAdX+lsICIp8V8n8=下：CPU采用Intel（R）Core（TM）i7-8550UCPU，主頻為1.99 GHz；選擇64位處理器，8 GB內存。本文中擬以D2D通訊模型為基礎，構建異質網絡環境下的共享任務分發性能試驗。在此基礎上，建立的D2D通信系統中收發端的物理距離限定為50 m。搭建D2D模式下的異構網絡，如圖3所示。

本文中假定D2D裝置傳輸端與發射端的最大功率為23 dBm，干擾噪聲的功率譜密度為17 dBm/Hz。以此為基礎，選取集中式共享方法、分布式共享方法作為對比方法，開展對比實驗。

2.2 實驗結果與分析

通過上述測試，得到三UQgRkar1c9O7gFrJ4k8ahfdRAdj8tegCU4NFd+5xmfc=種方法分配性能實驗結果，如圖4所示。

從圖4可以看出，本文中提出的方法在試驗時間范圍內的吞吐量最大，可達450 MB，且自起始時間單位起，其吞吐量呈穩步上升的態勢，優于對比方法，應用效果較好。

3 結束語

圖書館文獻資源安全共享不僅是一種技術革新，更是一種服務理念的轉變。為提升圖書館服務質量，本文提出了一種基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法，該方法注重資源共享、信息安全與技術發展的深度融合，可為圖書館領域帶來新的發展機遇。未來隨著技術的不斷進步，安全共享方法會面臨更大的挑戰，因此，需要不斷優化和完善基于云計算的圖書館文獻資源安全共享方法，提升其加密效率與質量，以適應圖書館未來發展的需要。

參考文獻

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