云计算服务数据安全储存技术研究

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　　摘要：根据当前云计算服务数据的发展趋势，在介绍云计算和云存储概念的基础上，分析云存储数据存在的主要安全问题，提出确保云计算服务数据安全的存储对策，为云计算服务数据在互联网及其他领域的安全储存提供技术方面的借鉴。
　　关键词：数据安全；云计算；云存储；储存技术
　　中图分类号：TP309.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）04-0049-02
　　随着互联网技术的快速发展，应用软件日趋成熟，2000年软件即服务（Saas）开始兴起，特别是2005年亚马逊推出了AWS服务，云计算服务真正受到人们的认可和重视。此后，谷歌、IBM、微软等公司都从不同角度提供了不同层面的云计算服务，作为一种全新的计算模式，云计算服务因为具有成本低、部署快、调整灵活等诸多优势，受到的关注度越来越高，日趋步入快速发展的轨道。目前，云计算服务已经突破了互联网市场的范畴，在政府、企业等部门和行业的应用越来越广泛。
　　1 云计算和云存储
　　云计算服务是指个人在数据处理过程中，不是在个人计算机或服务器上进行，而是充分利用互联网的高速传输特性，把数据处理转移到互联网上的某个大型数据处理中心的计算机集群上，数据处理中心根据客户的实际需求，对计算机资源进行最优化的分配，从而使客户享受到超级计算机的数据处理服务。从本质上看，云计算是一种分布式系统，它利用互联网的高速传输能力，把互联网上的计算机资源整合起来，为客户提供各种各样的数据处理服务。云存储是互联网上的无数存储设备构成的庞大存储系统，优质高效的云存储是实现云计算的基本条件。
　　2 云存储数据安全分析
　　云计算在给人们带来巨大便利的同时，还存在一定的安全隐患，集中存储的数据一旦发生安全问题（被窃取、篡改或删除等），将难以避免给客户带来危害。云存储的数据安全性一直是客户最关心的问题，近年来，Amazon，Google等云计算相继发生数据泄露事件，使人们更加担忧云存储数据的安全性。思科公司首席执行官John C ham bers曾预言，数据安全问题将成为云计算前进道路上的“噩梦”。
　　云计算是互联网上某个大型数据处理中心的计算机集群为客户提供的数据存储和操作服务，客户个人进行数据处理对于服务提供方来说是完全处于透明状态的，如果数据存储的服务器遭到攻击或是服务提供方出现数据泄露问题，势必会给客户数据安全造成威胁。另外，客户的数据是在互联网上的计算机服务器上存储的，在数据传输的过程也存在一定的安全问题。云计算是一种分布式系统，每台计算机都是互联网上的一个节点，在没有安全可靠保护的情况下，每个节点通过一定手段访问其他任何节点在理论上是可以实现的。
　　云计算数据安全存储技术主要存在以下几方面问题：1） 数据加密存储问题。常规信息系统通常采取加密的方式对存储数据进行安全保障，云服务器中数据如果选择加密的方式，虽然可以有效保障数据安全，但会导致操作和运算等变得非常麻烦和困难，影响客户使用效率。2） 数据隔离问题。多个客户的数据同时存储在同一个计算机或服务器，云服务提供商通常采取应用隔离技术，避免存储数据被非授权访问，但利用程序漏洞仍然可以进行非授权访问。大多数云服务提供商会请第三方审核应用程序，但是审核标准很难统一。3） 数据残留问题。数据被删除后服务器上仍然会有数据残留，如果对存储介质进行随意释放，就可能无意透漏给未授权一方，造成客户数据泄漏。4） 数据迁移问题。保证服务正常使用，发生宕机时，云计算服务通常把正常工作进程进行转移，迁移的数据包括内存中的动态数据和磁盘上的静态数据。如果进程处理的是机密数据，在数据迁移过程中必须保证安全。5） 数据审计问题。数据存储在云服务器中，客户最关心的是数据归属权及访问专属权问题。在云服务器中数据审计问题是非常复杂的，因为客户如果先下载再审计，一方面浪费时间，另一方面将产生不必要的高额费用。有效的办法是下载少部分数据，就可以对整体数据进行准确判断。
　　3 云计算服务数据安全存储对策
　　云计算服务数据存储，一方面要保证数据安全，另一方面要确保操作简便。云存储服务在设计过程中，按照数据安全存储的要求，对客户的数据进行加密保护，有效防止非受权方对数据进行窃取、篡改或删除，确保客户在云中保存的数据是安全的。在云计算服务应用中，为了保证数据的安全存储和传输，必须在上传或下载数据过程中进行有效保护，对数据加密是解决数据安全存储和传输的常用手段。
　　当前，常用的数据加密算法分为对称和非对称加密算法两个类别。对称加密算法是在加密和解密过程中双方使用同一个密钥，因其在加密解密过程中操作简便且速度较快，所以应用比较普遍，并且经过多年的发展技术也相对成熟，其主要优点是算法公开、操作简便、速度较快、效率高，主要缺点是安全性能难以保证。非对称加密算法的加密钥和解密钥是不同的密钥，分别对加密和解密进行控制，其主要优点是安全性能好、使用灵活，主要缺点是运算量较大、难以保证速度和效率。对称加密算法由于使用一个密钥进行加密和解密，管理方面困难较大，在分布式网络系统中使用较麻烦；非对称加密算法由于使用不同的密钥进行加密和解密，运算量过大，对于大数据量的加密和解密方面应用不方便。把对称加密和非对称加密结合起来使用，就可以有效解决以上问题，确保云计算服务数据存储安全。
　　3.1 加密环节
　　客户在加密时，可以从密钥库中提取所接收用户数据对称加密算法公钥。加密处理中，由一个对称加密算法密钥生成器随机生成一个包含校验信息的密钥，经过非对称加密算法对这个密钥进行再加密，最后，将处理过的数据信息和对称加密算法密钥密文作为一个数据包，保存在云端。重复上述做法，直到所有数据包都发送完成。
　　在上述数据加密过程中，针对客户数据量的实际情况，用对称加密算法处理量大的数据，用非对称加密算法处理量小的数据，将两种加密钥和密文存储在云端，用户端只存储非对称加密算法和解密密钥。应用这种方法，一方面可以有效避免对称加密算法采用一个密钥造成的密钥管理困难问题，另一方面也克服了非对称加密算法对大量数据加密速度慢、效率低的问题。
　　3.2 解密环节
　　客户在解密时，首先运用非对称加密算法将对称加密算法的密钥解密，从而还原密钥；根据密钥运用对称加密算法将数据包解密，从而还原全部密文，一个数据包解密就完成了。重复上述做法，将所有数据包进行解密，就得到了全部的原始数据。
　　运用对称加密算法和非对称加密算法相结合的方式，既有效克服了对称加密算法密钥管理难题，又有效克服了非对称加密算法不适合数据量较大时的加密难题。对于对称加密算法密钥管理问题，用户持有非对称加密算法密钥，对应的公钥在云端保存，进行数据交换时，用户可以从云端下载非对称加密算法和密钥，用密钥对数据进行加密处理，应用两种加密方式结合的方法进行加密，将密文数据传输保存在云端；目标用户用非对称加密算法密钥对数据进行解密，这样就可以对数据进行双重加密，从而确保了数据安全。
　　参考文献
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