面向云存儲(chǔ)的屬性加密訪問(wèn)控制研究.pdf

1、近幾年，云計(jì)算的快速發(fā)展使得作為其一種典型應(yīng)用方式的云存儲(chǔ)也受到社會(huì)各界的極大關(guān)注。云存儲(chǔ)其實(shí)就是一種云計(jì)算系統(tǒng)，主要就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、分布式計(jì)算等，把存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)備與應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，使其能夠提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問(wèn)等功能。云存儲(chǔ)使得云端用戶可以在無(wú)時(shí)間地點(diǎn)限制的情況下，只要有任何能夠聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備就可以連接到云端去存儲(chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)，具有易用性、成本低廉以及高擴(kuò)展性等特點(diǎn)，這與傳統(tǒng)的本地存儲(chǔ)系統(tǒng)有很大不同，能夠在用戶使用數(shù)據(jù)時(shí)提供更加方便快捷的服務(wù)。

2、云存儲(chǔ)雖比傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)有很大優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也引起了用戶極大的擔(dān)憂，也就是用戶存儲(chǔ)在云環(huán)境下的數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題。比如用戶將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端失去了對(duì)數(shù)據(jù)的絕對(duì)掌控，不像本地那樣能夠直觀的看到數(shù)據(jù)存在的位置，并且數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中也可能因?yàn)榉欠ㄓ脩舻母`取而泄漏，以及在云安全系統(tǒng)中用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制是否合法等。并且對(duì)于云服務(wù)提供商，他們?cè)谀撤N程度上也存在一定的不可信任性等，這些都會(huì)引起數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題。而作為數(shù)據(jù)的所有者，用戶最為關(guān)心的就是存儲(chǔ)在云端數(shù)

3、據(jù)的完整性、機(jī)密性和合法訪問(wèn)。諸如種種數(shù)據(jù)安全問(wèn)題制約了云計(jì)算在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與普及。
　　當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)安全的云存儲(chǔ)的技術(shù)有訪問(wèn)控制和用戶授權(quán)等，用來(lái)解決云端數(shù)據(jù)文件的安全問(wèn)題則主要是構(gòu)建合適的訪問(wèn)控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制如自主訪問(wèn)控制和強(qiáng)制訪問(wèn)控制由于其安全性低，缺乏靈活性等缺點(diǎn)，都不能滿足現(xiàn)今復(fù)雜的分布式環(huán)境。本文在分析了幾種典型的云存儲(chǔ)訪問(wèn)控制技術(shù)和數(shù)據(jù)加密等技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用基于信任-角色的訪問(wèn)控制模型和基于屬性的加密機(jī)制，在

4、本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種面向云存儲(chǔ)的屬性加密安全訪問(wèn)機(jī)制。
　　論文的主要工作如下:
　　1)對(duì)云計(jì)算環(huán)境中的安全問(wèn)題（主要針對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)方面）進(jìn)行分析，并對(duì)當(dāng)前解決云端數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)比幾種典型的訪問(wèn)控制以及加密技術(shù)，確定通過(guò)采用基于信任-角色的訪問(wèn)控制模型和屬性加密技術(shù)，提出一種面向云存儲(chǔ)的屬性加密訪問(wèn)控制系統(tǒng)，以達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性、保密性以及合法訪問(wèn)。
　　2)通過(guò)Hadoop架構(gòu)

5、搭建云存儲(chǔ)平臺(tái)，將本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移到Hbase分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)基于信任-角色的訪問(wèn)控制技術(shù)對(duì)云環(huán)境中的系統(tǒng)用戶權(quán)限進(jìn)行控制，利用對(duì)稱加密算法DES加密系統(tǒng)敏感數(shù)據(jù)，并使用屬性加密機(jī)制加密DES生成的密鑰，使得系統(tǒng)中敏感數(shù)據(jù)和密鑰都得到加密。最后通過(guò)一種多屬性密鑰分發(fā)優(yōu)化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中密鑰的分發(fā)進(jìn)行優(yōu)化，降低系統(tǒng)在訪問(wèn)控制策略樹的時(shí)間代價(jià)。
　　3)最后將面向云存儲(chǔ)的屬性加密訪問(wèn)控制在本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)（陜西省地方電力工

6、程信息管理系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上進(jìn)行了部署和實(shí)現(xiàn)。即本地業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在云端，業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用云存儲(chǔ)平臺(tái)的屬性加密訪問(wèn)控制來(lái)保護(hù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全。
　　通過(guò)安全性測(cè)試，在系統(tǒng)加密算法的選擇上，DES對(duì)稱加密算法的加解密效率遠(yuǎn)高于屬性加密算法，符合了本課題所選擇的DES算法加密數(shù)據(jù)，屬性加密算法加密DES密鑰的層級(jí)加密結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)系統(tǒng)屬性個(gè)數(shù)、訪問(wèn)控制策略樹中葉節(jié)點(diǎn)數(shù)目等影響屬性加密算法的不同因素的研究，利用多屬性密鑰分發(fā)優(yōu)化技術(shù)