浅谈云架构下的数据安全

汪艳 李雪竹

【摘 要】云计算是一种基于互联网服务的全新计算架构，在各行各业的信息化建设中被越来越多地采用。网络信息安全问题不仅是云计算需要解决的首要问题，也是云计算未来发展的关键性因素。文章主要介绍了云计算的概念及发展，对云计算体系架构进一步细化，进而分析云计算存在的网络信息安全威胁，并提出可操作性的云计算网络信息安全对策。

【关键词】云计算；体系架构；网络信息安全

一、引言

云计算是在互联网技术支持下形成的一种全新计算架构，随着互联网技术的普及，各行各业的信息化建设中云计算的身影出现的越来越频繁。而云计算涉及到大量的信息，必须做好安全防护，才能保障自身利益不受损。但目前，云计算安全问题频出，影响了其可持续发展。为此，本文对云计算架构的网络信息安全进行了深入探究，细化云计算架构，有针对性的分析潜在的安全风险，并探究可行、有效的安全对策。

二、云计算架构体系

云计算基础架构体系主要由管理层和服务层构成。

1）其中服务层主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含3个层次。其一是Software as a Service（软件即服务），简称SaaS，这层的作用是将应用主要以基于Web的方式提供给客户；其二是Platform as a Service（平台即服务），简称PaaS，这层的作用是将一个应用的开发和部署平台作为服务提供给用户；其三是Infrastructure as a Service（基础设施即服务），简称IaaS，这层的作用是将各种底层的计算（比如虚拟机）和存储等资源作为服务提供给用户。从用户角度而言，这3层服务是独立的，因为它们提供的服务是完全不同的，而且面向的用户也不尽相同。但从技术角度而言，云服务的这3层是有一定依赖关系的。比如，一个SaaS层的产品和服务不仅需要用到SaaS层本身的技术，而且还依赖PaaS层所提供的开发和部署平台或者直接部署于IaaS层所提供的计算资源上，而PaaS层的产品和服务也很有可能构建于IaaS层服务之上，三者相互依存，不可或缺，同时服务层所包含的三个层次又由不同的方面所构成（具体层次分类如图1所示）

2）在管理层方面，主要以云管理层为主，它的功能是确保整个云计算中心能够安全、稳定地运行，并且能够被有效管理，云管理层共有9个模块，这9个模块可分为3层，它们分别是用户层、机制层和检测层。（具体分层情况如图2所示）

三、云计算架构下的网络信息安全隐患

在云计算的架构下，虽然信息的整理和分析更加高效准确，但是其中也存在着较大的安全隐患，具体表现在如下：

（1）物理与环境造成的安全威胁。物理与环境威胁不可避免，与其它信息系统一样，在遭受水灾、火灾、被盗、雷击、地质灾害、非授权进入等物理与环境威胁后，云计算内部信息都会受到威脅。而且云计算环境中，数据的存储位置通常无法通过服务端进行控制，一旦其位置处于境外，数据管理、控制的主动权将不再掌握在云计算服务中[1]。

（2）网络与通信造成的安全威胁。与传统信息系统相同，云计算也将应用系统存放在云端，这样当云计算平台出现异常与故障时，将无法正常提供云计算服务，从而耽误用户使用。而在通常情况下，网络终断情况的出现，也会到云服务无法正常使用。在这些无法正常使用的情况下，DDoS攻击就会成为云计算平台的直接威胁，不法分子、黑客利用DDoS进行攻击，主要攻击云计算服务的关键性操作，从而导致平台内部大部分系统资源被浪费，如硬盘空间、内存等，而云计算本身也利用了虚拟技术，服务器反应速度降低后，存储设备等计算资源会生成新的组织结构，也就是重新产生资源池，这样网络结构的正常边界被打破，无法保护其内部信息与资源的安全[2]。

（3）设备与计算造成的安全威胁。云计算是一种按需付费的服务平台，其内部资源与空间会有多租户共享，但如果系统之间无法保障资源调度的合理性，那么系统可能会因资源过量影响资源调度效率，并经常与其它系统出现交叉使用的情况[3]。甚至出现用户间隔离失效的问题。这样云服务中的客户可以随意对其他客户的云服务进行入侵，做出干扰行为，影响其它用户的正常使用。另外，这样的情况下，也可能出现不法分子绕开隔离措施，直接对用户的云服务系统进行破坏与干扰。

（4）应用于数据造成的安全威胁。在云服务系统运行中，其数据内容会存储到云计算环境中，但平台的运营维护需要服务商来完成，如果在运维管理环节出现恶意破坏或错误操作的问题，也会导致云服务系统中出现信息丢失、信息泄露信息篡改等问题。同时，一旦云计算服务平台的规模扩大，其目标范围也扩大，更容易受到攻击，遭受攻击后，信息的安全将无法得到保障。

四、云计算架构下的网络信息安全对策分析

（一）注重云计算网络环境的安全性

保护云计算网络环境的安全性，首先要做到的是注重云计算网络环境的安全性，引起重视，并采取有效的措施对其进行有效的处理，为其构建一个安全稳定运行的网络环境，对系统进行更加安全的维护。减少软件中的漏洞，制定并运用防范网络信息安全问题出现的一系列措施，对网络信息进行多级防范，设置多重身份认证，尽可能避免恶意攻击者对网络信息做出修改，防止恶意代码的入侵，只有在权限内的人才有权对网络信息进行访问以及使用。而对于云计算架构中恶意代码入侵，我们采用①自动监测系统主要由STM32主控板、传感器、指南针模块、信号调节电路、数据转换模块等模块组成的系统进行监测，一旦发现，立即停止云计算相关操作，维护好云计算系统安全。（具体系统设计的参数如表1所示）

②利用系统所用的传感器电路都已模块化，监测到的信号输出为高低电平，可以实现直接与ARM芯片的通信，通过对云计算构架中的数据信号进行滤波放大和A/D转换，从而实现对云计算构架中信号的预处理，在此基础上，对云计算构架中信号进行监测，确定云计算环境下恶意代码入侵信号，完成对恶意代码入侵的自动监控。如图3所示。

（二）提高云计算的数据存储的安全性

对于云计算的数据安全存储问题，最有效的方法是对数据采取加密。其中包括：对象存储加密和卷标存储加密。在对象存储加密中，可以将对象存储系统配置成为加密状态，由系统默认为所有数据加密。若对象存储是共享资源，则除了将对象设置为加密状态外，单个用户还应采用“虚拟私有存储”技术进一步提高个人数据安全，即数据加密的密钥由自己掌握，其他用户即使是网络管理员也无权拥有。而另一种数据安全存储的解决方案是卷标存储加密，包括两种途径：一种是对实际的物理卷标数据进行加密，用户卷标在实例化过程中完全透明；另一种是采用特殊的加密代理设备，一般是云计算环境中的虚拟设备，通过串行的方式实现计算实例与物理存储之间的透明数据加密。

（三）提高云计算环境下网络用户的安全意识

要想保护云计算计算架构下网络信息安全，还应提高用户自身在云计算环境网络下的安全意识。提供用户自身的安全意识的措施主要有：（1）时刻保持对网络信息安全警惕性，提高用户对于网络安全的认知；（2对计算机设置高级别的密码，提高用户个人信息的保密性；（3）用户对信息设置多重认证，如：指纹认证、人脸识别等；（4）尽量不使用公共网络，防止自身的数据发生丢失的情况；（5）对信息做好备份，避免信息的丢失。除此之外，还需要选择信用额度较高的用户来进行相应的商家服务，在这一情况下，还需要对价格、服务质量等进行一个较为充分地考虑，这样才能够有效保证其本身服务的质量。

五、結语

目前，云计算技术已经逐步成熟，也在日渐被市场接受并得以应用。云计算改变了用户对计算资源的使用方式，使得用户从以“自建系统+ 桌面”为核心转向以“远程应用+Web”为核心。随着云计算技术的发展，其网络信息安全协议及标准也必将逐渐完善，网络安全策略也会日趋成熟，必将会为未来的广大互联网客户带来更加安全、稳定、高效运行的新兴的技术平台。

【参考文献】

[1]孙红梅，贾瑞生.大数据背景下企业网络信息安全技术体系研究[J].通信技术，2017.27（2）：334～339.

[2]石悦，李相龙，戴方芳.一种基于属性基加密的增强型软件定义网络安全框架[J].信息网络安全.2018，30（1）：15～22.

[3]王刚.一种基于 SDN 技术的多区域安全云计算架构研究[J].信息网络安全.2015，25（9）：20～24.

[4]郭俊英，刘卫明，张明明，刘天琪.云计算架构的网络信息安全对策分析[J].通信设计与应用，2018.4.23 .1006-4222（2018）05-0109-02.

[5]郭雅，骆金维，李泗兰.云计算架构中恶意代码入侵自动监测系统设计[J].设计与应用，2018.1671—4598（2018107—0128—04.

[6]周靖哲，陈长松.云计算架构的网络信息安全对策分析[J].2017.1671-1122（2017）11-0074-06.

[7]吴昊宇.云计算架构下网络信息安全分析[J].大数据·云计算.130.