云计算的发展与安全问题

青岛科技大学

硕士学位论文

云计算安全问题的研究

姓名：薛凯

申请学位级别：硕士

专业：应用数学

指导教师：杨树国

20110611青岛科技大学研究生学位论文

云计算安全问题的研究

摘要ｌＩＩＩＩＩＩＩＩＵｌＩＩＩＩＵｌ

Ｙ２０４０１９７

云计算最早由Ｇｏｏｇｌｅ公司提出，是由网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算等传统计算机和网络技术融合而形成的一种商业计算模型。作为一项新

兴的分布式计算技术，云计算虽然尚未完全成熟，但其发展和应用势头非常迅猛，已引起了国内外企业界和学术界高度的重视。

正当云计算逐步成为业内趋势和企业厂商竞相追逐的对象时，有很多报道

披露了云计算尚缺乏安全性、可靠性和可控性。在ｒｒ产业权威公司Ｇａｒｍｅｒ发布的

《云计算安全风险评估》报告中，就曾列出了云计算存在的七大安全风险，这些风险将会给用户尤其是大企业用户造成不可估量的经济损失，目前，云安全问题

已成为限制云计算发展和应用的瓶颈问题。

本文主要研究云安全问题。首先对云计算发展历程、云计算框架及关键技术

等进行了分析，其次分别从ＩａａＳ、ＳａａＳ和ＰａａＳ构架出发，对云安全问题进行了深入研究，并提出了合理的解决方案，最后结合云计算的特点，提出了一套动态、

安全的认证系统，主要内容如下：

１．对云计算发展历程、关键技术及具体构架进行了全面的分析

为了能更好地对云安全问题进行研究，本文首先叙述了云计算的发展过程，然后阐述了云计算概念、云计算的种类及特点，并对云计算的关键技术和组件进

行了研究，这些工作为后面云计算安全策略的提出奠定了基础。

２．针对云计算最主要的三项服务，分别分析和研究了其所面临的安全问题

本文从认证、数据、储存、应用、虚拟技术、访问、ＩＡＭ和事后响应等方面对云安全问题进行了研究，分析和探讨了现有的云安全策略，并运用较成熟的

理论和方法对其进行了补充和优化，提出了一套较为系统、完善的云安全策略。

３．针对云计算登陆问题，结合现有认证技术，提出了一套动态双因子认证

云计算安全的风险与挑战

云计算技术已经在过去十年中飞速发展，并在商业世界中得到广泛应用。云计算提供了一个方便、快速和高效的数据存储和处理方法。然而，随着越来越多的组织将其业务数据和应用程序迁移到云端，云安全问题的日益加剧也是不可避免的。本文将深入探讨云计算安全的各种风险和挑战。

一、数据隐私和保密性问题

对于企业和组织来说，最紧迫的任务之一就是保护其业务数据的隐私和保密性。云计算为用户提供了共享计算资源的功能，这意味着客户的数据存储在提供商的服务器上，这是一个潜在的安全风险。攻击者可能试图入侵这些服务器并窃取敏感数据。虽然云提供商采取了各种措施来保护这些数据，但是用户也需要采取适当的措施来确保数据的安全性。

用户可以选择加密其敏感数据，并使用安全证书来保护其私有数据。可以使用数据隔离技术来保护组织数据的隐私和保密性，这样只有经过授权的人员才能访问数据。

二、数据完整性问题

数据完整性是指数据不被意外地更改或破坏的能力。云计算环境中的数据完整性风险很高，因为许多用户与多个云提供商合作，这使得数据更容易受到操作错误、人为破坏、自然灾害、黑客攻击和恶意软件等影响。如果数据完整性受到威胁，将导致企业损失严重。

为了保障数据的完整性，企业需要查询云供应商的数据备份与冗余技术情况。无缝的数据备份策略可以最大限度地减少数据的丢失。可以将数据备份多次，并将备份存储在不同的地点，并且使用监控工具定期测试数据。企业还应始终对其基础计算资源进行安全性的自我检查，并对其安全性进行定期评估。

三、数据可用性问题

企业和个人都需要云计算平台的稳定性和可靠性。在云环境中，数据可用性主要受到网络和基础设施问题的影响。网络问题可能导致无法访问云计算资源，而基础设施问题可能导致设备故障或破坏性自然灾害。这些问题可能会导致用户无法访问数据或云应用程序，从而导致计算资源的丧失，这将使企业的业务停滞不前。

为了保障数据的可用性，企业可以使用专业的安全服务提供商提供的高级网络监控和缓解技术。企业还需要严格控制其云供应商的服务等级协议，以确保将来发生硬件故障、自然灾害等情况时数据可恢复。

云计算安全问题及其解决方案研究

云计算近年来在企业中广泛应用，作为一种新型的信息技术，其优势在于可以极大地提高企业的运营效率和数据处理速度。然而，随之而来的安全问题也备受关注。那么，云计算安全问题及其解决方案究竟是什么呢？

一、云计算安全问题

1. 数据隐私泄露

云计算的一个重要问题是数据隐私泄露。由于企业将存储在本地的数据上传至云端，这意味着企业的数据将存储在云服务提供商的服务器上。如果云服务提供商未能确保其安全性，黑客或其他恶意用户可能会窃取企业的敏感数据。

2. 虚拟化攻击

云计算基于虚拟化技术，这是一种分离物理硬件和虚拟操作系统的技术。经过虚拟化处理的服务器可以支持多个虚拟机运行。但是，虚拟化技术也为攻击者提供了更多的机会。因为一旦一个虚拟机被破坏，其他虚拟机也可能因此受到影响。虚拟化攻击可能导致由于数据泄露或物理资源由于大量非法使用而崩溃的问题。

3. 资源共享问题

云服务商通常将客户数据存储在相同的物理硬件上，客户可能在不知情的情况下共享硬件和带宽资源。根据攻击者使用的攻击方法和服务器规格，一个恶意客户可能会占用整个服务器的全部资源，从而影响其他客户的业务，这种情况极大地降低了云计算的可靠性。

二、云计算安全解决方案

1. 多层次的安全策略

企业可以通过使用多层次的安全策略来提高其云计算安全性。企业可以使用虚拟专用网（VPN）等加密技术，以确保其数据在传输过程中不会泄露。此外，采用多因素认证，如密钥、密码和生物识别技术等，可以有效地增加安全性。

2. 云服务安全验证

企业应该选择经过验证的云服务提供商，这样可以保证云服务提供商具有足够的信誉和保障。企业可以查看接受该服务的其他企业是否已明确验证其专有系统及其应用。

3. 安全备份和恢复策略

在虚拟化环境中，任何数据丢失或硬件故障都会使云计算无法使用。因此，应该制定适当的备份和恢复策略，以保证企业始终可以访问云计算环境。云计算备份技术的目标是为企业存储的云计算环境中大量的数据提供收集、传输与恢复方法，以达到确保云环境中重要数据的可靠容错目的。

云计算行业存在的问题及整改措施

一、问题：私密性与安全性隐患

在当前快速发展的云计算行业中，私密性与安全性是一个重要且不容忽视的问题。由于云计算平台存储了大量用户的数据和信息，一旦出现安全漏洞或数据泄露，将对个人隐私和商业机密造成巨大损失。

首先，云计算平台的物理安全面临挑战。数据中心需要有严格的访问控制和监控设备，以防止未经授权的人员进入并篡改或窃取数据。然而，由于保管设备和技术的成本较高，并不是所有企业都能提供足够强大的物理保护。

其次，虚拟化技术带来了新的风险。虚拟化技术在云计算中广泛应用，但它也使得攻击者可以通过恶意代码或软件跳过虚拟机边界，从而访问其他虚拟机上存储的敏感数据。

解决方案：加强安全措施以确保数据隐私

针对这些问题，在云计算行业中需采取以下整改措施：

1. 强化物理安全：企业和数据中心需要加强对设备和基础结构的保护。这包括使用安全锁、视频监控、入侵检测系统等以防止未经授权的访问或恶意操作。

2. 确保数据加密：在传输和储存过程中，采用高级加密算法对用户数据进行加密，以抵御可能的黑客攻击。此外，还应制定严格的访问策略和权限管理措施，确保只有授权人员可以访问敏感数据。

3. 安全审计与监控：建立完善的安全审计机制来监测云平台上发生的各种事件，并及时响应和处置安全威胁。同时，通过日志记录与分析工具对云服务进行实时监控，提前发现异常行为并采取相应的防范措施。

二、问题：不稳定性与可靠性挑战 云计算平台是一个复杂而庞大的系统，由于技术限制和其他不可预见因素（如硬件故障、网络问题等）的影响下，可能出现不稳定性和不可靠性问题。这将导致服务质量下降、延迟增大甚至服务中断。

首先，云计算平台的架构和软件设计需要更加稳定和可靠。最佳实践是采用分布式系统的设计思想，充分考虑系统容错性、自动扩展能力以及部件冗余等，以提供高可用性和业务连续性。

其次，云计算行业面临的另一个挑战是网络带宽的不足。云服务需要处理大量用户请求，并且需要通过互联网进行数据传输。如果网络带宽不足、延迟过高，将影响用户体验和服务质量。