基于大數據的安全傳輸及存儲系統設計與實現分析

黃為

摘要：當前，人類已經步入智能化互聯網時代，在網絡快速普及的社會發展背景下，大數據作為一種網絡資源被越來越多地應用到各行各業，成為新時期的新型資源之一。而在實際的應用中，大數據的收集、存儲、利用等過程仍存在較大的安全問題，要想實現大數據在行業中更好的應用，故解決數據傳輸的安全問題顯得尤為重要。此外，大數據本身是海量的數據資源，需要相關系統有一定的存量，所以要解決數據資源的采集和處理的問題，需要進一步完善相關的存儲系統設計。本文主要研究了大數據當前的存在的安全問題，探究安全傳輸和存儲系統的設計，為大數據時代下的安全傳輸和存儲系統設計與實現提供一些思路。

關鍵詞：大數據;安全傳輸;存儲系統;設計

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）07-0028-03

數據充滿在人類的生活當中。支付寶的消費記錄、每日的行走步數、考試的分數等，都可被稱為數據，而大數據就是這些資料的增量版，是巨大、多樣、即時資料中真實的數據。大數據時代，各類數據資源豐富，取得和儲存數據是進行大數據分析的第一步。對于海量數據的傳輸和存儲，通過構建相關的安全體系，可以更好地把握信息獲取和存儲的防護，從而完善敏感信息的高效交互和處理分析。在這一過程中，各單元可以借助終端以及相關的存儲設備提供安全有效的防護支持，保證相關信息的安全可靠，營造良好的運行環境，從而確保整體設備的可控性[1]。對此，設計相應的安全傳輸和存儲系統，確保整體數據傳輸安全和效率是很有必要的。

1 大數據應用安全問題

大數據資源是當前社會發展的重要資源之一，獲得并有效挖掘相關的大數據資源，能夠發揮信息的無限價值和潛力。例如，在現代商業化廣告中，通過大數據收錄的消費人群特征及喜好，為廣告精準投放提供依據。在相關的購物網站中，用戶瀏覽某件商品，同類的產品就會被推薦給用戶，這對于廣告費的賺取或商品的推廣具有很好的應用價值;還可以通過大數據來預測相關的信息，進行投資預測等，能夠帶來的巨大的經濟效益[2]。通過收集和分析用戶健康資訊，例如心跳速率，血氧含量，睡眠呼吸頻率等，可實現用戶實時監測自己的身體狀況，醫療機構也可提前獲取相關數據，從而更好地為服務患者提供數據支撐。目前階段主要通過射頻識別、傳感器、社交網絡、移動終端等設備來進行大數據的采集，最終將相關的大數據存儲起來，借助相關大數據挖掘和分析技術應用，獲得有價值的信息，把握數據信息規律，為決策和定論提供依據。而在這一過程中，大數據的采集、存儲、利用等安全問題依然有待解決。

1.1數據采集安全

數據采集，也可以稱為數據獲取，是利用一種裝置，從系統外部采集數據并輸入到系統內部的一個接口，是一個相較漫長，循序漸進的過程，且會消耗大量系統資源。在收集回來的海量數據中，大多數數據都是沒有什么實用價值的，甚至還包含一些冗余或者錯誤的數據等。在數據收集中，需要經歷較長的周期，相關數據終端設備安全性能不高，會導致一些數據被黑客攻擊，而非法入侵者還能進行數據的竊取和篡改，極有可能造成無法預估的損失[3]。

1.2數據存儲安全

數據存儲，包含兩方面：一方面是對于原始數據的存儲，這樣做是要確保隨時提取和進行數據分析，所以需要確保原始數據存儲的安全性和可靠性。而對于原始數據的存儲往往需要解決數據容量爆炸性增長問題，所以存儲的容量需要不斷擴大，數據存儲的成本也在上升，加上現階段的數據環境的復雜性和多樣性，讓數據的存儲和管理問題更加突出。當前的數字化技術、多媒體技術、電子商務技術等快速發展，數據增長以光速計算，需要不斷擴大數據存儲空間，以往充當服務器的輔助設備存儲的產品現階段卻是系統成本的主要部分。如果只是增加存儲設備，這樣存儲的成本還將不斷擴大，存儲的性能也會降低。對此，需要解決海量數據、多樣化數據的管理問題。

另一方面，對于有效數據的存儲問題解決。有效數據是大家爭相獲取的目標，要確保有效數據的安全性，必須要解決數據的存儲安全問題[4]。

1.3數據利用安全

大數據的核心價值是實現對于海量數據的有效挖掘和利用，不管是政府單位還是企業、個人，都要盡自己的能力進行數據挖掘。不過挖掘大數據信息的過程中，也可能涉及一些個人隱私、商業秘密、國家機密等。所以，大數據安全技術還涵蓋了大數據防探測、防篡改技術[5]。

技術安全問題外，還有人員安全因素。一些黑客和訓練不足甚至不法的管理人員，或者是相關管理和數據使用人員的安全意識不強，都會導致數據泄露或破壞數據。

2 系統結構設計和需求分析

2.1系統結構設計

在安全傳輸和存儲系統設計當中，用戶終端通信設備的通信能力要能夠覆蓋全球，而要確保相關用戶終端通信設備在全球區域中的安全使用，除了要建立相關的中心站，還要在全球建設通信管理站點。

發方用戶終端通信設備可以借助衛星來進行通信信息的發送，將相關信息傳輸到相應的通信管理站點，或者是直接發送到中心站，相應的通信管理站點信息通信服務器還能夠實現對于信息的解析后傳輸和存儲，借助相關衛星將其傳輸到收方用戶的終端通信設備中[6]。具體的系統結構圖如下圖1所示：

圖1? 系統結構設計圖

2.2需求分析

基于該系統設計的安全實現需要，必須在設計中重點把握好這幾個方面的問題：

2.2.1數據傳輸安全保護

目前，全球的通信手段包含有衛星通信、光纖通信等方式和渠道，因為相關信道的開放性進一步提升，這些通信渠道在信息傳輸中可能遭遇信息攔截、惡意分析或其他威脅等。所以，在數據安全傳輸和存儲系統設計中，還需要應用多種成熟的信道加密技術，為促進相關的信息傳輸和交互過程的安全性提供技術保障。

2.2.2信息交互安全保護

目前，全球通信管理站點的通信網絡是借助國際通信線路來進行傳輸的，這種傳輸模式也需要依賴互聯網的支持，所以很難確保通信網絡的封閉性。因此，相關通信站點以及通信網絡可能存在被攻擊、被病毒傳染以及出現因政策因素影響等問題。因為通信信息敏感性以及通信對象的特殊性，在相關信息傳輸中，要是敵方攻擊，就會對相關系統產生影響[7]。所以，在設計中需要應用綜合網絡隔離技術，設置訪問控制，進行身份驗證，加強數據加密等技術，還需要針對惡意代碼進行防護，進行密碼分割等，來提升信息交互的安全性。

2.2.3數據安全存儲保護

按照系統的實際應用環境，用戶終端通信設備中需要存儲本機參數等相關數據。相關通信站點需要實時分類存儲相關用戶終端通信設備信息，保證數據的存儲效果和質量。所以，在設計中需要應用安全系數高、存儲效率高的存儲技術。

2.2.4環境綜合防治保護

用戶終端通信設備可以在全球范圍使用，而很多境外站點實際上安全防護工作不到位，這樣會造成境外應用的用戶終端設備和境外站點設備安全得不到保障。相關設備可能被盜用、損壞或者是被分析，一些非法操作會導致信息泄露或損失。某些信息安全問題只是通過打補丁的方式來彌補，安全性能不足。且對于網絡安全性要求越高，網絡也會更加復雜，相關的網絡容量更大，很難適應境外站點的特殊管理[8]。所以，針對境外站點的環境安全防護，一定要更新防護技術，才能夠滿足安全需要，有效緩解系統安全防護復雜性問題，促進系統可靠性不斷提升，進而優化系統設計和管理。

3 基于大數據的安全傳輸和存儲系統設計和實現

3.1安全傳輸系統設計

相關系統中包含的用戶設備眾多，要保證每一位用戶相關的終端設備都能夠實現對于其他用戶終端設備的信號傳輸。對于一些特殊用戶，比如公司重要用戶、國家相關機關機密會議等，可以通過設置加密通道來進行通信傳輸。而按照系統對于相關消息處理的優先級，還應該包含一般通信以及緊急通信[9]。在系統運行中，因為一些本身敏感度較高或者是非常重要的信息必然會引起一些人進行惡意攔截，或是通過其他的方式來影響數據的正常應用，這樣做有可能會導致系統整體崩潰和癱瘓。

此外，在相關的信息傳輸中，包含的信息類別比較多，需要做好相關設備中心站的管理，保證數據的有效識別和應用。在系統的認證模塊中，包含相關人員的身份認證和申請認證等，要實現數據安全存儲和銷毀等操作，需要保證相關人員身份可靠，避免非法人員冒用身份進行違法操作，通過對于相關數據的認證處理，避免非法數據對系統的安全傳輸造成威脅。

在安全傳輸系統設計中，要注意系統設計應該注重實現以下幾點目標：

第一，滿足身份認證功能，實現對于操作者的身份認證;

第二，數據入站認證，針對傳輸到相關數據通信處理站的信息進行認證處理;

第三，實現加載和安全功能。對于相關數據的加載，保證數據的安全性，避免安全威脅和攻擊行為對于數據信息安全造成的威脅。

3.2安全存儲系統設計

大數據的信息安全存儲是關鍵，因為存儲的大數據信息需要面向廣大用戶，所以需要處理的數據存儲量非常巨大，一般的存儲設備是很難實現的。在基于大數據的安全傳輸和存儲系統設計中，需要做好大量數據特點設計安全存儲，一般針對一類消息都要配備相應的安全存儲設備，保證能夠實時接收和存儲信息[10]。

就目前境外通信管理站來說，相關的管理站自身的環境相對復雜，所以相關管理站自身的安全儲存設備安全性不高。對此。需要設計相關的安全存儲設備和防護系統。進行安全防護系統設計是要實現有效的防竊取、防剖析等功能，避免相關用戶對于數據系統等功能的竊取和損壞，確保數據信息安全。在這一存儲系統的設計中，重點要實現以下幾點系統設計目標：

第一，實現系統正確、完整的存儲功能;

第二，實現對于宿主設備物理操作，保證相應設備安全;

第三，及時預防非法操作，及時預警;

第四，能夠及時感知相關違法操作，涉及的重要數據能及時進行保護;

第五，滿足安全防護策略的修改和設定需要，具備相關的修改和設定操作功能。

4 總結

大數據時代，信息是最重要的資源之一，實現對于大數據時代數據信息資源的有效應用，需要把握大數據時代安全傳輸和存儲系統設計和應用。目前大數據安全傳輸和存儲中還面臨一些不足和問題，對此，需要把握這些安全威脅及問題，結合系統設計需要來進行大數據安全防護，做好大數據安全傳輸系統和安全存儲系統設計，確保大數據整體安全傳輸效益和存儲目標的實現，為實現大數據資源的更好應用做好保障。

參考文獻：

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[9] 葉朝鋒，黃松嶺，徐云，等.基于SATA的嵌入式高速大容量數據存儲系統設計[J].電測與儀表，2008，45（2）：41-44.

[10] 付長冬，舒繼武，沈美明，等.基于RAM/Disk混合設備模型的FC-SAN存儲系統[J].計算機研究與發展，2004，41（3）：504-510.

【通聯編輯：唐一東】