云計(jì)算環(huán)境中基于訪(fǎng)問(wèn)控制模型的用戶(hù)效用安全優(yōu)化研究.pdf

1、在云計(jì)算環(huán)境中，各種用戶(hù)所需的服務(wù)和數(shù)據(jù)都集中在“云”端存儲(chǔ)，由服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)過(guò)去一直保存在最終用戶(hù)個(gè)人計(jì)算機(jī)上或企業(yè)自己數(shù)據(jù)中心的信息，用戶(hù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)這些應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，安全和效用已經(jīng)成為云計(jì)算領(lǐng)域中最受關(guān)注的兩個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)有的分布式訪(fǎng)問(wèn)控制模型由于角色單一、主體權(quán)限不能動(dòng)態(tài)調(diào)整等問(wèn)題，已經(jīng)很難適應(yīng)云計(jì)算環(huán)境的安全需求。本文重點(diǎn)對(duì)云計(jì)算環(huán)境中安全和效用的優(yōu)化進(jìn)行研究，基于隨機(jī)規(guī)劃理論提出了一種云計(jì)算環(huán)境安全策略?xún)?yōu)化

2、模型，針對(duì)云環(huán)境中的安全和效用問(wèn)題建立旨在保證數(shù)據(jù)資源安全的基礎(chǔ)上提升用戶(hù)效用的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)行分析和優(yōu)化，最終得出云環(huán)境中安全策略的優(yōu)化配置方案，用以指導(dǎo)云計(jì)算環(huán)境中訪(fǎng)問(wèn)控制策略的制定和動(dòng)態(tài)調(diào)整，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)響應(yīng)時(shí)間、資源可用率等效用性要求。
　　 云計(jì)算環(huán)境中包含三類(lèi)實(shí)體：最終用戶(hù)、服務(wù)提供商以及數(shù)據(jù)擁有者。用戶(hù)發(fā)起對(duì)云環(huán)境資源的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求，服務(wù)提供商根據(jù)請(qǐng)求所提供的資源可能來(lái)自不同的安全域并且這些資源可能屬于不同的數(shù)據(jù)擁

3、有者。這種特殊的實(shí)體構(gòu)成，使得現(xiàn)有的訪(fǎng)問(wèn)控制模型很難適應(yīng)云計(jì)算環(huán)境。針對(duì)傳統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)控制模型的不足，本文給出了一種云計(jì)算環(huán)境中基于證書(shū)的動(dòng)態(tài)訪(fǎng)問(wèn)控制模型。通過(guò)擴(kuò)展傳統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)控制單一角色類(lèi)型，將云計(jì)算環(huán)境中的角色分為主體角色、數(shù)據(jù)擁有者，并在訪(fǎng)問(wèn)控制模型中引入身份證書(shū)，提出一種云計(jì)算環(huán)境中基于證書(shū)的角色訪(fǎng)問(wèn)控制管理模型CARBAC。同時(shí)提出了CARBAC模型中的信任管理機(jī)制，給出了該模型的授權(quán)過(guò)程。
　　 效用函數(shù)是表示用戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)云中心

4、所獲得的效用與所消費(fèi)的服務(wù)組合之間數(shù)量關(guān)系的函數(shù)，是衡量用戶(hù)對(duì)任務(wù)完成率、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間、任務(wù)執(zhí)行費(fèi)用、以及任務(wù)資源風(fēng)險(xiǎn)的滿(mǎn)足程度。本文基于經(jīng)濟(jì)學(xué)中的對(duì)數(shù)效用理論，綜合考慮云計(jì)算環(huán)境中的用戶(hù)、服務(wù)提供者、資源所有者各個(gè)角色的期望，在CARBAC模型的基礎(chǔ)上給出了云計(jì)算環(huán)境的用戶(hù)效用分析方法。并對(duì)用戶(hù)在云環(huán)境中的期望效用進(jìn)行了建模和仿真。仿真結(jié)果表明，用戶(hù)一次提交的任務(wù)數(shù)存在一個(gè)理想值，在這個(gè)理想值附近，其用戶(hù)效用最好。
　　 虛擬

5、機(jī)是構(gòu)成云計(jì)算資源的基本單位，在云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，云用戶(hù)通過(guò)付費(fèi)的方式從云供應(yīng)商那里獲取計(jì)算資源以滿(mǎn)足其服務(wù)需求。本文針對(duì)虛擬機(jī)分配中響應(yīng)時(shí)間和費(fèi)用消耗、及資源安全的目標(biāo)，給出了一種基于虛擬機(jī)分配的用戶(hù)效用和安全的多目標(biāo)隨機(jī)優(yōu)化模型。該模型針對(duì)虛擬機(jī)分配中響應(yīng)時(shí)間和費(fèi)用消耗、及資源安全的目標(biāo)，提出了一種基于虛擬機(jī)分配的用戶(hù)效用和安全的優(yōu)化方法，該方法能在需求不確定性的前提下，綜合考慮用戶(hù)效用和資源安全兩方面因素，對(duì)從屬不同供應(yīng)商的虛擬

6、機(jī)資源進(jìn)行調(diào)度和分配，滿(mǎn)足系統(tǒng)用戶(hù)效用和資源安全的多個(gè)目標(biāo)。
　　 最后，本文在云計(jì)算環(huán)境中基于多目標(biāo)決策的動(dòng)態(tài)訪(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制的基礎(chǔ)上，充分利用隨機(jī)規(guī)劃優(yōu)化的結(jié)果，提出一種面向效用與安全的云計(jì)算訪(fǎng)問(wèn)控制策略?xún)?yōu)化算法。該算法能針對(duì)用戶(hù)和角色的指派關(guān)系來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，選取既能保證用戶(hù)效用，即滿(mǎn)足用戶(hù)原有的被指派權(quán)限，又能滿(mǎn)足最小權(quán)限原則，同時(shí)又要使得用戶(hù)執(zhí)行這些權(quán)限時(shí)風(fēng)險(xiǎn)程度比較低的角色指派給用戶(hù)。針對(duì)本文所提出的基于云計(jì)算的訪(fǎng)問(wèn)控制模型

7、CARBAC及模型中用戶(hù)效用與安全的優(yōu)化解決方案，給出了基于信任管理語(yǔ)言RT[←，∩]的安全性分析實(shí)例?；卮鹆巳绾卧u(píng)估和驗(yàn)證本文中所提出的模型中安全策略的安全性及有效性的問(wèn)題。
　　 采用基于隨機(jī)規(guī)劃方法來(lái)構(gòu)建的云安全策略管理平臺(tái)，能夠很好地滿(mǎn)足大規(guī)模分布式系統(tǒng)中安全策略的可用性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及高安全性等方面的要求?；陔S機(jī)規(guī)劃的云計(jì)算效用安全優(yōu)化模型研究將拓展傳統(tǒng)的分布式訪(fǎng)問(wèn)控制理論和方法，對(duì)解決眾多分布式應(yīng)用的訪(fǎng)問(wèn)控

8、制問(wèn)題起到積極的推進(jìn)作用。不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境給云計(jì)算等分布式計(jì)算環(huán)境中的安全帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，這些問(wèn)題的圓滿(mǎn)解決，不僅對(duì)分布式系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)控制模型在云計(jì)算環(huán)境中的發(fā)展有重要的理論意義，而且對(duì)云計(jì)算中心如何基于用戶(hù)效用和安全策略來(lái)完成用戶(hù)任務(wù)隊(duì)列的調(diào)度，任務(wù)執(zhí)行費(fèi)用的制定以及計(jì)算資源的分配，有著重要的指導(dǎo)意義和廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文為云計(jì)算環(huán)境中資源安全和用戶(hù)效用的平衡和優(yōu)化提出了一種新的思路和方法，對(duì)云