面向云存儲的屬性加密訪問控制研究.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)用方式的云存儲也受到社會各界的極大關(guān)注。云存儲其實(shí)就是一種云計(jì)算系統(tǒng)，主要就是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、分布式計(jì)算等，把存儲系統(tǒng)設(shè)備與應(yīng)用結(jié)合起來，使其能夠提供數(shù)據(jù)存儲、訪問等功能。云存儲使得云端用戶可以在無時間地點(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和訪問數(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)的本地存儲系統(tǒng)有很大不同，能夠在用戶使用數(shù)據(jù)時提供更加方便快捷的服務(wù)。

2、云存儲雖比傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)有很大優(yōu)勢，但同時也引起了用戶極大的擔(dān)憂，也就是用戶存儲在云環(huán)境下的數(shù)據(jù)的安全問題。比如用戶將數(shù)據(jù)存儲在云端失去了對數(shù)據(jù)的絕對掌控，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)中用戶對數(shù)據(jù)的訪問控制是否合法等。并且對于云服務(wù)提供商，他們在某種程度上也存在一定的不可信任性等，這些都會引起數(shù)據(jù)的安全問題。而作為數(shù)據(jù)的所有者，用戶最為關(guān)心的就是存儲在云端數(shù)

3、據(jù)的完整性、機(jī)密性和合法訪問。諸如種種數(shù)據(jù)安全問題制約了云計(jì)算在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與普及。
　　當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)安全的云存儲的技術(shù)有訪問控制和用戶授權(quán)等，用來解決云端數(shù)據(jù)文件的安全問題則主要是構(gòu)建合適的訪問控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的訪問控制如自主訪問控制和強(qiáng)制訪問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訪問控制技術(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)了一種面向云存儲的屬性加密安全訪問機(jī)制。
　　論文的主要工作如下:
　　1)對云計(jì)算環(huán)境中的安全問題（主要針對數(shù)據(jù)保護(hù)方面）進(jìn)行分析，并對當(dāng)前解決云端數(shù)據(jù)的安全問題的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，對比幾種典型的訪問控制以及加密技術(shù)，確定通過采用基于信任-角色的訪問控制模型和屬性加密技術(shù)，提出一種面向云存儲的屬性加密訪問控制系統(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。
　　2)通過Hadoop架構(gòu)

5、搭建云存儲平臺，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)庫中。在此基礎(chǔ)上，通過基于信任-角色的訪問控制技術(shù)對云環(huán)境中的系統(tǒng)用戶權(quán)限進(jìn)行控制，利用對稱加密算法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。最后通過一種多屬性密鑰分發(fā)優(yōu)化技術(shù)對系統(tǒng)中密鑰的分發(fā)進(jìn)行優(yōu)化，降低系統(tǒng)在訪問控制策略樹的時間代價。
　　3)最后將面向云存儲的屬性加密訪問控制在本地業(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)全部存儲在云端，業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用云存儲平臺的屬性加密訪問控制來保護(hù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全。
　　通過安全性測試，在系統(tǒng)加密算法的選擇上，DES對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密鑰的層級加密結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中通過對系統(tǒng)屬性個數(shù)、訪問控制策略樹中葉節(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)