云计算数据安全的防御措施探讨

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1云计算的概念

云计算技术是在分布式处理、并行计算和网络计算的基础上发展而来的新型计算技术。云计算的核心是将计算任务分布到大量的分布式计算服务器上，而不是在本地服务器上进行计算，也就极大的减轻了本地服务器的运行压力，即将计算与数据存储进行分离。在这个过程中提供云计算服务的企业负责的是计算任务在云计算服务器上的管理和维护，只要保证计算任务能够正常运行，并保证足够的计算数据存储空间，这样，用户就可以通过互联网进入到云计算服务中心访问数据，并对数据进行操作。

2云计算数据安全

云计算的安全层次由高到低可以分为身份和访问安全、数据安全、网络安全、存储安全、服务器安全和物理安全。其中数据安全是云计算的重要因素，这其中存在着用户对服务商的信任问题、数据安全的标准问题以及可以信任的第三方对其的制约。

2.1信任问题

因为数据和软件应用的管理和维护是外包的或者委托的，并不能被云计算服务商严格控制，所以，云计算时代的信任则依赖于云计算的部署构架。在传统部署架构中，是通过强制实施的安全法则来产生信任的，而在云计算时代，控制权在于拥有计算基础设施的一方。云可分为公有云和社区云。在公有云的部署过程中，因为服务商的可信任度成为考虑因素，为了降低危险，需要削弱基础设施拥有者的权限，这样能够强制实施一些有效的安全防护措施，减少安全隐患；而在私有云的部署过程中，因为私有云的基础设施是由私有组织来实施管理和操作，而其数据和应用都是由私有组织来负责，也就不存在额外的安全隐患。云计算时代，使得数据边界安全的观点不在适用，因为在云计算的世界里，很难定位是什么人在什么位置获取了什么数据，所以传统的边界安全观点很难在云计算中实施。因此我们在处理一些涉及到安全漏洞的问题的时候，在云环境中，需要通过信任和密码学保证数据的机密性，保证数据的完整性，保证数据通讯的可靠性，也就是我们需要引入一个可信的第三方。这个第三方也就是代表客户对于特殊操作的可信任性，同时也能够保证整个操作过程中数据的安全性。被信任的第三方在数据信息系统中的作用是提供终端对终端的安全服务,这些安全服务是基于安全标准，且适用于不同的部分、地理位置和专业领域，还可以进行扩展。引入被信任的第三方可以有效降低因传统安全边界失效而产生的安全隐患，因为在实质上，第三方是是一个被用户委派的信任机构，其有责任和义务去解决在云环境中存在的安全问题。

2.2安全标准

我们要对一个信息系统进行安全维护，必然会遭遇到一些特殊的威胁和挑战，而这些问题都必须找到一个适当的解决方法。云计算由于其特殊的构架而在安全上存在着一些先天优势，如数据与程序的分割、冗余和高可用性等，一些传统的安全危机都因为云计算系统的基础设施的单一性而被有效解决，然而却有一些新的安全隐患产生。在考虑到云计算的一些独特特性，我们会对云计算的可用性和可靠性、数据集成、恢复，以及隐私和审记等诸多方面的评估。通常来说，安全问题与数据的机密性、完整性和可用性等重要方面息息相关，这些方面也成为设计安全系统时必须考虑的基本安全模块。所谓保密性，就是指只有授权的组织或系统能够对数据进行访问，非授权的个人或组织，不能够对数据进行访问，同时不能对以获取的数据任意公开。完整性则是指数据只能够通过被授权的方式来进行修改或引用。可用性是在考虑到被授权实体在使用或进入系统时，能够很方便的，适时的获取正确的数据，即保证数据、软件和硬件在需要被使用的时候能够可用。在这几个方面，延伸到三大资产类别，分别对应于数据、软件和硬件，也就是考虑安全问题必须要考虑的三个基本保护对象。

2.3被信任的第三方

前面提到过我们可以通过被信任的第三方来实施我们的安全策略，而在云计算环境中，我们如果雇佣了被信任的第三方，那么势必要建立一个适用于第三方的信任等级制度来约束这些第三方，才能保证数据的保密性、完整性和可靠性，才能寻找到最佳的安全防御措施。被信任的第三方能够很好的解决因传统安全边界失效而导致的安全问题，这是通过新的信任机制而产生的所谓的安全域对云环境的安全防护。Castell曾说过：“一个被信任的第三方对于电子交易来说是一个重要的传送商业机密的组织，这是通过商业和技术安全特性来达到的。它提供技术和法律上可靠的方法来执行、帮助、产生独立的对于电子交易的公断证据。它的服务被通过技术、法律、金融和结构方法提供和准，可以对所有类别的数据进行认证。

2.3.3安全域

安全域即在云计算的相关实体之间建立一个有效的信任关系，而这个关系可以通过引入联合，再加上PKI和LdaP技术来实现。联合是一组合法的实体共享，一致同意的政策和规则集，我们通过这些规则和政策来约束在线资源的使用。在联合系统里，我们提供了一个结构和合法框架，通过这个框架可以使得不同组织或系统之间的认证和授权成为可能。从而使得云架构可以被部署到不同的安全域中，这些安全域可以使得类似的应用共享通用的认证符号，或者类似的认证符号，联合云也因此而诞生。联合云是子云的集合，子云与子云之间保持相对的独立性，只有通过标准接口才能实现相互之间的操作，例如通过提前定义好的接口来实现数据交换和计算资源共享等。联合能够提供认证框架以及法律、金融等多方面的框架结构来容纳不同的组织，各组织之间可以通过联合来进行认证和授权。

2.3.4数据的加密分离

在云计算时代，数据之中存在着大量的个人数据以及敏感数据，对于这些数据的保护，推进了SaS和AaS模型在云计算环境中的发展。在对个人数据和敏感数据进行加密隔离的过程中，所有的计算过程和数据通讯都是通过这种方式加以隐藏，使人感觉这些数据都是无形的，但是却又真实的存在。

2.3.5基于证书的授权

云计算环境是一个虚拟的网络，往往由多个独立的域形成，在这个虚拟的世界里，资源的提供则和使用者之家的关系非常特别，因为他们是动态的，他们不处于同一个域，他们之间的关系识别都是通过其操作特点以及特殊属性来进行判别，而不是事先定义的身份。于是乎，传统的基于身份的访问控制模式在云环境中就失去作用了，访问决策需要通过用户的特性来进行判定。通过PKI颁发的证书能够用于网络环境下的用户访问控制。典型的一个例子就是扩展的X509证书，这个证书包含了对于用户角色信息的认证。证书授权机构通过这样的证书来实现网络安全的保护。属性管理结构签发包含授权属性的证书，期内内包含的属性值用于配对以及规定它应用于什么数据。通过基于属性的访问控制，也就是基于请求者、数据资源和应用环境的属性来做出访问控制决策，它们能够更为灵活的、可扩展性的对访问进行控制，这对于像云系统这样的大型数据处理中心来说是非常重要的。

3结论

很明显，云计算的优点是大于缺点的，云计算还能够对于过剩的信息进行充分利用，使得数据具有更多的可操作性。云计算系统的特殊部署构架很好的解决了传统系统的缺点，更因为其动态的特性使得很多传统的方法都失去效用。我们知道，依据云计算系统的一般的设计原则，对于安全的控制，减少因为安全隐患而带来的威胁是我们的基础，在实现这个原则的情况下，我们需要不断的更新软件以及信息系统的设计方法。在云计算时代数据的安全需要我们所有人都建立一个统一的安全观念，在这个观念的基础之上发展数据安全必须的元素，信任。通过建立优质的第三方体系，将云计算的安全隐患及解决职责全部转移到这些可以监控的地方去。我们可以通过综合PKI，LDAP和SSL等先进网络技术去解决云计算中与数据完整性、机密性、可靠性以及数据和通讯可用性相关的大部分公认的安全问题。

本文作者：陈小燕工作单位：南京工业大学