云发展最大障碍—“安全”问题及趋势探析

时间：2024-08-31

王磊何武超

（沧州职业技术学院信息工程系 061001）

1 引言

随着信息化的快速发展，数据量呈爆炸式的增长，2010年已进入了ZB 时代，据IDC监测，约每 18 个月数据量将翻一番，预计2020年，全球将拥有的数据量约为35ZB[1]，数据量如此的庞大，给各界带来了一系列的问题，由于“云”的出现，能够高效、快速处理海量信息。

随着云计算的发展，根据Gartner中的数据表明，预计在2016年，全球数字内容的1/3将被储存在云上；根据Forrester，预计到2020年，全球的云计算市场的总值将会达到2410亿美元。在未来三年内，云计算市场在中国的规模预计将达到316亿美元。

云计算的出现，给全球带来了新的发展机遇，与此同时安全问题也是一个不容忽视的重大问题。目前云计算中已经暴露出的安全问题如： 2007～2008年间，亚马逊云平台出现了大范围的故障；在2009年，谷歌中出现了客户个人的信息的泄露问题；2009年，微软的云平台出现了崩溃，致使数据丢失。2011 年 4月 22 日，亚马逊的云数据中心的服务器出现了大面积的宕机，此事件是亚马逊史上最为严重的云计算安全事件[2]。在云计算时代，安全问题依然是业界及学术界所关注的关键问题。

2 云计算安全独有的特点[3]：

2.1 传统安全的边界消失

在云计算环境中，采用虚拟化技术和多租户的模式，硬件资源的高度整合及网络架构的统一，这样使得传统安全中的边界消失，在云计算中传统的边界防护不能有效的得到应用。

2.2 数据安全性保护

在云计算中，由于数据是集中存储而不是当地存储，所以数据的安全性更加重要，需要安全审计、访问控制等安全机制，并对数据进行加密、数据恢复及数据的完整性保护等相关的措施。

2.3 虚拟化

云计算的核心技术是虚拟化，对设备安全以及部署问题都提出了更高的要求。

2.4 安全的服务保障

数据及应用主要依赖于云计算机中心，所以对其安全性、可靠性及稳定性的要求更高。云计算主要采用服务的交互模式，第三方监管和审讯，确保用户权利得到保证。

2.5 动态特性

由于用户数量以及分类的不同，在云计算中，具有动态性及移动性的特点，所以需要动态调整安全防护。

3 云计算安全相关技术

3.1 基础设施安全

在云计算中，为上层提供安全保障的是基础设施安全，主要包括网络、存储等核心IT基础设施的安全。针对基础设施的安全，最主要的是要定义好信任边界。

网络层面的安全控制主要包括入侵检测、DOS防御、网络访问控制、安全事件日志、传输加密等。

基础设备的安全包含硬件设备及软件系统的安全。随着云的扩大，基础设备应当具有隔离、容侵容灾、备份冗余、系统巩固等功能。

3.2 数据安全

云计算安全的重点是解决数据的安全性。关于数据的安全性，主要体现在以下方面。

3.2.1 加密技术

为保护数据的完事性、机密性的手段是加密技术。通过对数据的加密，其目的是防止数据被窃取。目前数据加密有多种不同的算法，在云计算中，可以通过切分与数据加密配合使用。在客户端将数据切分，加密后放在不同的云服务上，服务提供商通过各种方法也无法得到较完整的信息。密码学界正在研究新的方法，如谓词的加密等，在云计算中，为了避免在处理数据时而对数据进行解密，完全同态加密方法对数据加密，对云计算的数据安全有了极大的推进作用。

3.2.2 数据隔离

虚拟技术是云计算的核心技术，在一个共享的物理存储中存放着不同用户的数据，为了保证每个用户的数据安全及隐私，可以将数据进行隔离。通过沙箱技术对不可信程序的权限进行限制，这样不可信程序的不良行为被限制在沙箱内，对其它程序不

会造成破坏，完成对数据的隔离。沙箱技术是一种虚拟化的技术，对客户的程序是透明的。

3.2.3 访问控制

云计算安全中的一个很重要的问题是访问控制，它是在用户认证的基础上建立起来的，通过访问控制，能够维护数据的私密性。文献指出，目前云服务提供商的访问控制或多或少存在的一定的不足[4]。

3.2.4 数据的隐私保护[5]

在云计算中的数据生命周期的每一个阶段，数据隐私保护是很重要的，数据存放在云端，敏感数据的隐私保护便成了关注的问题。存储在云中的数据，可通过备份、容灾及快照的方式保证数据的安全性。文献中提出了一种隐私管理器、 airavat系统、基于匿名数据的搜索引擎等，Munts-Mulero 等人对目前的隐私处理技术进行了讨论。关于云计算中的数据隐私保护，还有待于进一步发展，不管在法律上还是在获取用户信任的情况下，数据隐私值得关注。

3.2.5 数据备份与还原

数据备份与还原对用户数据来说至关重要，不管数据放在哪，用户应该考虑一下数据丢失的风险，因此云计算系统的健壮性有待于提高。

3.2.6 数据残留

在云计算中，数据存储在云端，数据的残留有可能会造成对敏感数据的无意泄露，所以云服务商应该将被释放的存储空间分配给用户前进行多次擦除，主要是为了避免数据被非法重新恢复。展，目前可信计算技术已成为一大热点。在云计算环境中，通过可信计算技术的融入，对云计算的安全问题可以得到更好的解决。可信云计算平台TCCP的出现，为用户提供了更安全的机制，用户在使用前可以检查Iaas服务商的安全性。建立客户与服务商之间的信任关系。

4 云计算安全发展的趋势

云计算安全所面临的挑战有很多，对云的发展至关重要，成为云发展的最大障碍，云计算安全的发展趋势：安全将与云计算深度的融合、云安全技术将更加完善、云计算的安全标准将更加规范、相关的政策法规将陆续出台等等。

5 结束语

云计算的发展十分迅速，是一个新兴的产业，它的发展前景广阔，但也面临着具大的安全问题。这些问题引起了学术界及业界的关注，为了解决云计算安全的许多问题，各界人世需要共同解决，来推动云计算的发展，随着云的不断发展，高效而安全的云计算会越来越多的用在人们生活中。

3.3 虚拟安全技术

实现云安全的关键技术是虚拟技术。云计算平台中，虚拟机是最基本的单元，所以虚拟机的安全至关重要。通过使用虚拟技术，云计算平台的服务商必须保证向其客户提供安全可靠的隔离。IaaS 的基础是虚拟化技术的弹性计算，在主机的虚拟化中，最为重要的是虚拟机与Hypervisor的安全性。虚拟化涉及的安全主要有：虚拟机的监视、隔离、漏洞、安全管理、防火墙等等。