面向多級混合云的數(shù)據(jù)安全保護技術(shù)研究.pdf

1、“云計算”（Cloud Computing）是一種新型計算模式，它將計算資源存儲在可配置的計算資源共享池中，通過便利的、可用的、按需的網(wǎng)絡訪問計算資源。由于云計算服務商在云計算中提供服務始終處于強勢地位，而用戶處于被服務弱勢地位，造成信息掌控的嚴重不對稱。一方面，云計算將信息轉(zhuǎn)移到云計算服務提供商，企業(yè)自身卻無法再全面掌控信息和云服務提供商的“云計算”細節(jié)；另一方面，云計算是針對多方用戶，云服務提供商考慮到自身安全，也無法向業(yè)主呈現(xiàn)“云

2、計算”中的關(guān)鍵信息。安全成為制約云計算發(fā)展的關(guān)鍵問題。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、裴槍Χ嗉壔旌显撇捎脗鹘y(tǒng)授權(quán)管理時存在的管理范圍劃分不明晰、管理權(quán)限分配不明確等問題，基于多級多域授權(quán)管理思想，提出了面向多級混合云的多域多級授權(quán)管理模型，將對管理權(quán)限分解為支配權(quán)與管理權(quán)，分別交給不同的管理角色，確保管理用戶之間權(quán)責分明。并且，針對跨域角色映射容易出現(xiàn)的域穿梭、隱蔽提升等問題，提出單向角色映射的思想，將崗位角色劃分為內(nèi)部角色和映射角色

3、，又將映射角色進一步劃分為出角色和入角色，確保域間權(quán)限的單向流動，實現(xiàn)了域間的安全互操作；分析討論了授權(quán)管理模型可能存在的不安全狀態(tài)，給出了安全違反公式，并對模型進行了推理分析，證明模型在進行域內(nèi)授權(quán)管理操作、跨域授權(quán)管理操作及分布式委托操作時，均能夠保證權(quán)限的安全可控。
　　⑵針對多級混合云中面臨的權(quán)限違規(guī)、方向違規(guī)和傳遞違規(guī)等安全問題，提出了一種基于數(shù)據(jù)流圖的多級訪問控制模型。該模型使用數(shù)據(jù)流圖記錄訪問行為及其所造成的數(shù)據(jù)流動

4、方向，給出了數(shù)據(jù)流圖的安全特性，為有效地檢測各種違規(guī)訪問（越權(quán)訪問）奠定基礎。該模型對BLP（Bell-LaPadula）模型進行改進，增加了多級互聯(lián)模式、服務器、虛擬機（子系統(tǒng)）等多級混合云特有的元素，并將用戶和資源分成了兩類，基于狀態(tài)機理論，對狀態(tài)、規(guī)則、自動機、系統(tǒng)、安全定理進行了重新定義，使用安全熵定理對安全定理進行了證明。研究了各種違規(guī)訪問的控制方法，設計了讀、寫、復制等典型操作的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則，并對規(guī)則的安全性進行了證明。最終

5、，結(jié)合不同的互聯(lián)模式，形成了一套完整的多級混合云中訪問控制規(guī)則集合，可有效解決不同等級云的內(nèi)部和之間的權(quán)限違規(guī)、方向違規(guī)和傳遞違規(guī)訪問等問題。
　?、轻槍Χ嗉壔旌显频臄?shù)據(jù)共享中數(shù)據(jù)安全與隱私保護等安全問題，研究了屬性加密技術(shù)，設計了基于屬性加密技術(shù)的多級混合云數(shù)據(jù)安全訪問和用戶隱私保護解決方案。首先根據(jù)多級混合云數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)安全隱私保護等實際應用需求，在分級多層授權(quán)中心的HABE（Hhierarchical Attribute-

6、Based Encryption）方案基礎之上，引入根授權(quán)中心CA（Certificate Authority，以下同）、區(qū)域授權(quán)中心CA、子授權(quán)中心SA（SubCertificate Authority）等多級授權(quán)中心，將密鑰分發(fā)、屬性認證等工作分級進行，由根 CA對下一級授權(quán)中心進行簽名，保證分級信任鏈的傳遞；其次，建立屬性管理中心PMC（Property Management Center）,維護全局的屬性列表,對超出本級管理范圍

7、訪問控制進行響應；第三，設定數(shù)據(jù)發(fā)送者、授權(quán)中心、管理機構(gòu)三方的安全管控策略，設計了基于管控約束策略的、安全細粒度的多級多授權(quán)中心（BSP-HABE）模型和方案，描述了系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)訪問以及用戶刪除等過程。該方案與之前基于屬性加密方案相比，加大了環(huán)境和策略約束的安全訪問策略控制。即在進行屬性匹配之前，必須由策略執(zhí)行點 PEP（Policy Execution Point）和策略決策點PDP（Policy Decision P