面向云計(jì)算的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移安全策略研究.pdf

1、近年來(lái)，云計(jì)算技術(shù)廣泛應(yīng)用和發(fā)展。云計(jì)算通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將本地大量的服務(wù)器資源整合提供給多個(gè)用戶(hù)。基于它的組成形式，云計(jì)算具有按需擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)。然而，在云計(jì)算廣泛運(yùn)用的同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在多人共享資源的情況下，用戶(hù)的數(shù)據(jù)安全性很難得到保證。
　　云計(jì)算中應(yīng)用最廣泛的是虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)。虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移可以方便虛擬機(jī)集群的管理、維護(hù)以及負(fù)載均衡、資源優(yōu)化。目前的研究大多著重考慮了縮短遷移時(shí)間、能夠快速遷移、如何減少遷移量等方面，關(guān)于虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)

2、遷移中的安全性方面的研究還不是很多。
　　本文在深入分析云計(jì)算環(huán)境中存在的數(shù)據(jù)信息安全性問(wèn)題的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)信息的安全保護(hù)問(wèn)題出發(fā)，緊緊圍繞云計(jì)算環(huán)境中虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移過(guò)程中遇到的網(wǎng)絡(luò)攻擊，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的完整性、機(jī)密性保障等問(wèn)題，就云計(jì)算環(huán)境中虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移中涉及安全的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)研究。主要開(kāi)展的研究工作如下:
　　(1)首先，了解和研究現(xiàn)有的云計(jì)算中虛擬機(jī)遷移的方法和技術(shù)特點(diǎn)，分析它們具有的優(yōu)點(diǎn)和存在的安全問(wèn)題。

3、　　(2)其次，重點(diǎn)分析了虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移中可能存在的不足，闡明了安全隱患的存在性。分別從虛擬機(jī)監(jiān)控器、遷移數(shù)據(jù)和遷移模塊等三個(gè)方面分析了動(dòng)態(tài)遷移過(guò)程中存在攻擊行為，并針對(duì)每一類(lèi)攻擊分別提出了各自的防御方法。這些防御方法針對(duì)現(xiàn)有的虛擬機(jī)監(jiān)控器存在的問(wèn)題，添加了遷移數(shù)據(jù)保護(hù)模塊、元數(shù)據(jù)管理模塊和安全控制模塊等，提高了虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移的保護(hù)能力。
　　遷移數(shù)據(jù)保護(hù)模塊保護(hù)遷移虛擬機(jī)內(nèi)部的內(nèi)存頁(yè)，主要負(fù)責(zé)內(nèi)存頁(yè)數(shù)據(jù)的攔截、加密和解密部分。

4、元數(shù)據(jù)管理模塊主要負(fù)責(zé)遷出端將分散的虛擬機(jī)的遷移元數(shù)據(jù)收集，在遷入端虛擬機(jī)上將元數(shù)據(jù)傳輸重構(gòu)。安全控制模塊主要負(fù)責(zé)防御一些安全漏洞，保護(hù)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移機(jī)制模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移過(guò)程中存在攻擊的可能性，說(shuō)明了所提出的防御方法的有效性。
　　(3)結(jié)合上述的研究工作，通過(guò)對(duì)已有的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移算法進(jìn)行分析，特別是對(duì)預(yù)拷貝機(jī)制的虛擬機(jī)遷移協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，提出一種具有相對(duì)完善安全機(jī)制的虛擬機(jī)安全遷移協(xié)議，以提高遷移過(guò)程中的安全性。該協(xié)

5、議。該協(xié)議包括動(dòng)態(tài)遷移前雙方的認(rèn)證和虛擬機(jī)安全遷移兩部分。動(dòng)態(tài)遷移前雙方的認(rèn)證通過(guò)握手協(xié)議，建立可信通道等;虛擬機(jī)安全遷移部分基于Xen的動(dòng)態(tài)遷移協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行添加，在預(yù)拷貝、虛擬機(jī)暫停和恢復(fù)三個(gè)階段分別加入了保障安全的協(xié)議。理論的分析和CloudSim仿真器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了所提出的安全動(dòng)態(tài)遷移協(xié)議是可行和有效的，它可以用于現(xiàn)實(shí)對(duì)虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移安全進(jìn)行保護(hù)。
　　本文的研究是對(duì)云計(jì)算環(huán)境中虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移中涉及安全的相關(guān)問(wèn)題的一次有