云計算技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中的運用

陳仁太

摘 要 大數(shù)據(jù)時代下，云計算技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)據(jù)集中和共享成為了可能，從而保證了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的經(jīng)濟性、高效性和便捷性。但在這一過程中，社會關(guān)注的熱點是云計算技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中的應(yīng)用，目的是保證云計算技術(shù)應(yīng)用的安全性。

關(guān)鍵詞 計算機網(wǎng)絡(luò)；安全存儲；云計算

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）08-0070-01

云計算技術(shù)融合了負載均衡、網(wǎng)絡(luò)存儲、效用計算和分布式計算等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有擴展性、通用性、大規(guī)模、虛擬化等特點及可提供可靠、廉價的服務(wù)。云計算的服務(wù)包括IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）及SaaS（軟件即服務(wù)）3種模式。據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示，2016年中國企業(yè)云服務(wù)的市場規(guī)模或達520億，同比增長31.9%，且在未來幾年中，云服務(wù)市場仍會以超過30%的年復(fù)合增長率高速發(fā)展。在這一背景下，社會非常關(guān)注云安全的問題，具體涉及云端、應(yīng)用服務(wù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層的安全層次。針對這一問題，中國建立了BIM云計算中心、360、綠盟、啟明星辰、瑞星等公司制定了網(wǎng)絡(luò)安全解決辦法，并出現(xiàn)了阿里云、BIM云和百度云等，從而為云計算技術(shù)應(yīng)用的安全性提供了重要保證。

1 網(wǎng)絡(luò)安全存儲的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 身份認證

身份認證是保護計算機網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)安全的第一道關(guān)口，其主要采用下列幾種技術(shù)方式：一是口令核對驗證，即在身份認證時，用戶僅需輸入事先建立的合法用戶名與口令，便可校驗用戶是非法的或是合法的；二是智能IC卡，即事先在智能IC卡中錄入用戶的合法信息，而在身份認證時，僅需輸入合法的用戶名與口令，便會由智能卡向認證服務(wù)器發(fā)送隨機數(shù)，以驗證用戶身份的合法性；三是Kerberos身份認證，即先利用授權(quán)服務(wù)器、資源訪問機制使用戶口令生成密鑰K，再經(jīng)授權(quán)服務(wù)器提供的票證認證身份，并在獲得合法憑證后獲得相關(guān)服務(wù)；四是PKⅠ身份認證，即通過利用彼此匹配的密鑰，實現(xiàn)加、解密，并采用密鑰備份、更新與恢復(fù)機制，以提供計算機網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。

1.2 數(shù)據(jù)加密

數(shù)據(jù)加密是先運用加密密鑰、加密算法使明文變?yōu)槊芪模僭诮饷軙r采用同樣的辦法使密文變?yōu)槊魑摹Ｄ壳埃瑪?shù)據(jù)加密技術(shù)的常用方法包括對稱、非對稱加密算法。其中，對稱加密算法使用的密鑰加、解密數(shù)據(jù)相同，詳見圖1。

結(jié)合圖1，對稱加密算法要求發(fā)送方、接收方知曉全部數(shù)據(jù)的加密密鑰或具有訪問權(quán)限，因此密鑰在傳遞與管理上的難度很高。不對稱加密算法的運用可有效彌補對稱加密算法的不足，即其會使用一對公、私鑰組合，且唯有私鑰能解密經(jīng)公鑰加密的或公鑰能解密經(jīng)私鑰加密的密文，其中公鑰對外公布，而私鑰由自己保存。

1.3 糾刪碼

在計算機網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)中，可運用糾刪碼技術(shù)來應(yīng)對誤碼信息位置的未知性、不確定性，且其要素包括分組碼、碼集、碼字、監(jiān)督與信息碼元等。目前，常用的糾刪碼技術(shù)包括級聯(lián)低密度糾刪碼、無速率編碼和RS糾刪碼，從而實現(xiàn)了加速編、解碼及保證計算機網(wǎng)絡(luò)安全的目的。

2 云計算技術(shù)的應(yīng)用

在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中，云計算技術(shù)的應(yīng)用條件是規(guī)模化的分布式存儲技術(shù)，即其適合用在聲音、圖像、視頻和文檔等文件中，且可保證這些文件存儲的穩(wěn)定性與可擴展性，同時要求用戶按需付費。在這一應(yīng)用過程中，一般通過副本、編碼冗余存儲和備份數(shù)據(jù)，以保證云計算技術(shù)的安全應(yīng)用。

2.1 可取回性證明算法

可取回性證明算法是一種基于“挑戰(zhàn)-響應(yīng)-驗證”機制的算法，其運用冗余糾錯編碼，以幫助需求用戶驗證云計算中數(shù)據(jù)的狀態(tài)，即：在查詢數(shù)據(jù)時，先由用戶向云端發(fā)起挑戰(zhàn)，再由云端據(jù)此作出響應(yīng)，而用戶通過驗證云端響應(yīng)信息，便可確定歸檔數(shù)據(jù)是否處在安全狀態(tài)下。倘若驗證未能通過，表面歸檔文件受損，要求嘗試性恢復(fù)，而若破壞值處在閾值范圍內(nèi)，則可用編碼冗余信息恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，同時亦可利用副本冗余安全存儲保障，以使恢復(fù)錯誤數(shù)據(jù)的幾率更高。應(yīng)用表明，可取回性證明算法可驗證云中數(shù)據(jù)的完整性，可準確定位錯誤數(shù)據(jù)及進行深入的分析與處理。但若在原始數(shù)據(jù)的冗余編碼中運用RS糾刪碼，會在一定閾值范圍內(nèi)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或錯誤現(xiàn)象。為此，通過可運用冗余數(shù)據(jù)進行修復(fù)，并分開放置，以使提取歸檔文件的速率更高，從而使得系統(tǒng)應(yīng)用功能的便捷性更高。

2.2 MC-R應(yīng)用策略

在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中，云計算技術(shù)在應(yīng)用中采用的MC-R策略包括：一是用戶端MC-R策略或用戶端MC加密算法，即：針對數(shù)據(jù)偽裝與隱藏能力較差的應(yīng)用現(xiàn)狀，運用用戶端MC加密算法，可構(gòu)建數(shù)據(jù)偽裝、隱藏和標記模塊，且這些模塊的協(xié)同狀態(tài)影響著云計算的安全應(yīng)用；二是云端MC-R策略或云端RSA，即其僅加密核心隱私數(shù)據(jù)，以免云端RSA陷入大數(shù)據(jù)量消耗的狀態(tài)中，其中對于加、解密模塊，其應(yīng)用流程如下：先由需求用戶生成、保存一組RSA公、私密鑰，再采用MC加密算法處理數(shù)據(jù)，并連同密鑰傳入云端，然后先云端加密數(shù)據(jù)，而在下載加密文件及用密鑰解密數(shù)據(jù)時，要求需求用戶的下載請求滿足一定的條件。對于恢復(fù)、利用初始數(shù)據(jù)的問題，可先用云端數(shù)據(jù)標記模塊尋找隱藏數(shù)據(jù)，再撤除偽裝。

3 結(jié)論

在本案，筆者結(jié)合云計算技術(shù)的理論知識，探討了其在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中的具體應(yīng)用。研究表明，云計算技術(shù)具有性能高、可擴展性等優(yōu)點，因此有助于保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的隱私性與完整性，同時通過運用M-POR、MC-R安全存儲策略，可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完善、保護及實現(xiàn)部分數(shù)據(jù)的安全共享。總之，云計算作為一種新起的商業(yè)計算模型，其為下一代網(wǎng)絡(luò)計算平臺提供了可靠的數(shù)據(jù)存儲、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。換而言之，為了適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，在計算機網(wǎng)絡(luò)安全存儲中引入云計算技術(shù)及保證云計算的安全存儲具有現(xiàn)實意義，值得高度重視。

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