基于云計算技術的網絡安全數據存儲系統設計

楊曉娟

(河南牧業經濟學院,河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著計算機技術的迅速發展,數據安全存儲受到嚴峻挑戰。數據是企業寶貴的財富,機密信息被破壞篡改會使企業遭受巨大經濟損失,近年來由于數據丟失、信息泄露造成巨大損失事件頻發,提高數據存儲安全可靠性非常迫切。云計算是新興技術產業,是互聯網領域熱門的話題,可以便捷地從公共資源池中配置滿足用戶需求的資源。國務院發布關于培育發展新興產業的決定將云計算作為戰略性新興產業,國家發改委印發《關于做好云計算服務創新發展試點示范工作的通知》確定在北京、上海、深圳等城市開展試點工作。云儲存是云計算的支撐技術,數據安全性成為制約云儲存技術發展的關鍵問題。云儲存面臨數據機密性、完整性與存儲效率等特別安全需求,云計算存儲中研究保證數據隱私安全性高效存儲方法非常必要。

1 云計算數據安全儲存技術

1.1 云計算數據儲存的源起

隨著科技的迅速發展,各種業務網絡生成大量數據信息,人們對數據處理的要求不斷提高,云計算技術日益受到人們的關注,使客戶能體驗其低成本、服務靈活等特點。云計算是商業化的計算服務模式,包括互聯網應用服務與軟硬件提供,是在分布式處理和網格計算基礎上產生的,通過高速互聯網將設計處理任務傳遞給虛擬計算機集群資源計算,具有可靠性高、動態可擴展等優勢[1]。由于云計算環境的特殊性,為企業帶來諸多挑戰,云計算具有超大規模資源、分布式存儲與動態性等特點。

1.2 云計算數據儲存模式

云計算體系結構分為物理資源層、管理中間件層與SOA構建層。按照服務類型分為IaaS、PaaS與SaaS。云計算系統對大規模數據存儲需要配置設備,云儲存是云計算的延伸發展,是整合網絡中的各種存儲設備向用戶提供存儲與業務訪問功能的系統,用戶規模的擴大促使存儲系統提高吞吐性能。云儲存具有管理方便、成本低的優點。云計算服務模式如圖1所示。云儲存系統對大規模數據存儲管理,架構包括存儲層、應用接口與訪問層。云存儲核心部分是基礎管理層,利用分布式文件系統等技術可實現多個存儲設備間的協同工作。存儲層位于云存儲的最底層,存儲設備包含FC光纖通道存儲設備等,數量龐大的存儲設備分布在不同區域。應用接口層是云存儲架構中最靈活的結構層,云存儲服務提供商開發不同的API供用戶使用。用戶授權后可通過標準公共應用接口完成用戶登錄,體驗云存儲的服務。云存儲提供商提供訪問類型存在差異。

圖1 云計算服務模式

2 云計算下網絡安全數據存儲關鍵技術

云計算大數據處理中心是由大量計算機資源組成共享IT資源池,將數據整合后為用戶提供計算存儲等服務。云用戶將數據上傳到云端后,數據管理將不受用戶控制,使得用戶對云服務提供商缺乏足夠的信任。數據傳輸到數據資源池,由于云計算濫用、未知安全環境等不安全因素,造成數據丟失、泄露,導致破壞其保密性[2]。云儲存是數據存儲管理,應用中存儲安全包括數據加密存儲、安全日志審計與認證服務等。云環境下用戶需在云計算資源池中完成計算任務。傳統加密技術應用廣泛,加密技術分為對稱加密與非對稱加密,對稱加密技術密鑰傳輸路徑非常安全。

云儲存中包括全同態加密、云端重加密方法HCRE等。云計算技術體系結構如圖2所示,云計算下數據安全存儲面臨數據加密存儲、安全日志審計等方面威脅,在數據遷移隔離等方面存在很大安全隱患,如不同用戶數據被存儲到相同空間中出現非授權訪問現象,云服務器出現機密信息泄露問題。Hadoop1.0版本前,安全方面面臨很大挑戰,表現為缺乏服務間的認證機制,數據服務器對存儲的數據缺乏保護措施,遇到黑客惡意入侵等狀況會加大數據信息泄露風險[3]。Apache組織專門團隊成員研發相關安全認證嵌入Hadoop平臺,Hadoop提供Simple和Kerberos安全機制。Hadoop1.0版本后,增加了Kerberos認證機制,Kerberos可以將認證密鑰分配到可信任節點,內部節點通過密鑰認證。假冒節點未獲得密鑰與其集群內部節點通信失敗。云計算系敏感數據是丟失、泄露、實驗不當對企業造成損失、侵犯數據隱私權的數據。云計算對數據加密時,要考慮算法的安全性與加密快速性。根據云計算環境及數據泄露帶來的影響,將數據敏感性分為不同等級。隨著企業服務模式向存儲客戶數據轉移,新服務模式推入云計算領域。

圖2 云計算技術體系結構

系統開發在Windows操作系統環境下運行,利用Visual C++語言整合Windows API函數,集成環境可以提供C語言等編程語言。系統基于Visual C++6.0程序設計工具開發,集成編輯器等開發工具。虛擬內存使用Virtual Alloc函數,調用進程的虛擬地址空間,可通過GetLastError函數獲得錯誤信息。多線程主要用Create Thread函數,創建使用線程后需要關閉線程對象,VisualC++提供創建線程函數AfxBeginThread,系統應用工作線程形式。文件操作使用Cfile類封裝文件的Read等功能,系統配置文件ini文件使用WritePrivateProfileString讀寫。數據加密標準DES用于民用加密,標準的DES算法是以64位為加解密分組模塊分組加密算法,從算法一端輸出64位密文。

3 基于云計算技術的網絡安全數據存儲系統設計實現

計算機網絡安全存儲系統設計需要分析架構,系統涵蓋云計算服務系統及負載均衡機制,建立模塊保證數據上傳機制,做到系統安全管理與云計算環境有效創建。針對云計算環境網絡安全系統設計包含很多分支要點,安全存儲系統設計可以確保用戶系統中創建技術應用體系,保證計算機網絡安全應用到位,體現計算機網絡安全存儲系統架構的設計價值。系統設計要結合網絡數據相關操作內容,滿足網絡存儲系統創建完善的要求。必須基于安全防火墻設置對系統登錄密碼設計內容分析,結合傳統防御措施對云計算下網絡安全防護措施分析。

3.1 云計算下計算機網絡安全存儲系統架構設計

云計算下需要對計算機網絡安全存儲系統分析,應基于傳統存儲技術配合數據接口連接主機分析,滿足相關數據管理中設置信息管理連接服務器,確保服務器端操作數據內容分析有效。深入了解服務器信息數據儲量不足要求,構建云計算下相關技術運行機制,滿足設計架構內容包括數據池、控制中心及客戶端等。應用海量數據進行安全存儲系統設計需要采用云存儲技術,分析不同服務器與網絡設備間的存儲要求,保證軟件使用數據存儲到位,合理執行云模式計算功能。需要分析系統功能結構內容,體現協議相關通信技術內容。必須滿足HTTPS下的協議通信機制構建,結合服務器加密信息接收情況分析解密數據處理過程,對數據證書中模塊數字文件認證機制分析,不斷強化文件系數保密水平。云計算下計算機網絡安全存儲系統設計流程涵蓋諸多技術要點,分析云計算服務設計技術要點,設計負載均衡機制。

3.2 云計算下計算機網絡安全存儲系統流程

分析計算機網絡安全存儲系統中負載均衡機制,需要了解節點運行狀況與性能差異,系統硬件性能節點運行狀況分析,需要保證運行點滿足信息處理要求,控制中心對不同界面分配作業分析中結合不同算法對作業量分析,中心監控控制中需要分析持續空載時間節點[4]。針對網絡安全存儲系統中需要分析數據傳輸過程,了解加密措施保護機制。節點管理模型設計中需要分配節點建立初始化管理模型,對針對性算法分析,處理新客戶端中請求信息中需要建立控制中心,確保服務器程序正常運行。要對系統中的數據流通情況實時分析,要采用數字信封加密技術,利用對稱密鑰加密過程了解數據安全性。分析技術應用便捷性,配合系統PBE算法對數據加密內容討論,做好硬件設備支持分析機制。主要對數據安全性保證情況分析,研究PBE算法的口令代替密鑰情況,保證系統中寫入數據流入文件,開展對文件數據的加密上傳分析。

3.3 云計算下計算機網絡安全存儲系統功能實現

云計算下對計算機網絡安全存儲系統功能實現設計相應方案,通過云計算下網絡安全存儲系統分析技術應用功能內容,滿足廣域網絡鏈路建設要求,通過網絡互聯機制滿足不同業務在云計算下實現計算機網絡安全存儲系統功能設計優化,保證相關業務內容與互聯網機制分析優化[5]。要創建internet出口分析鏈路中利用技術,了解防火墻安全功能保證創建自適應我拿過來服務保護機制,對不同設備實施交互操作,結合防火墻接管避免出現單點故障問題,明確相關技術方案,需要建立全部分支結構LAN及總部LAN加密機制,建立5XP與LAN的連接機制,保證LAN加密虛擬機制有效連接[6]。特殊需求下分析創建中心防火墻路由機制,基于互聯網技術對管理程序套件進行分析,保證計算機網絡安全存儲系統設計的完善。要分析系統防火墻技術內容明確相關系統測試方法。計算機網絡安全存儲系統測試方法會分析可能的匿名訪問內容,從管理機制到系統登錄機制,結合匿名用戶對正確賬號與密碼輸入過程進分析,保證計算機網絡系統內容與登錄功能有效融合,滿足系統設計方案的實際要求。有效避免錯誤信息的出現,保證用戶順利登錄系統并查詢測試結果。

4 結語

云計算可以為用戶提供高性能、海量化計算服務,為用戶帶來高可用性的同時,其資源共享等特點使其安全性面臨很大威脅。如何實現云計算服務安全成為云安全研究的重要課題。云計算由大量計算機資源組成共享IT資源池,可以將數據整合為用戶提供計算存儲等服務。云計算數據安全存儲協議可以方便用戶使用數據云儲存服務,數據聚合簽名技術可以提供安全高效的數據完整性驗證。本文研究基于云計算的網絡安全存儲系統設計,解決計算機系統中信息數據運營不力問題,針對云計算下某些網絡安全存儲系統內容開展分析,計算機網絡信息存儲安全系統中要有效利用云計算技術,提高計算機網絡安全管理水平。