面向云存儲的屬性加密訪問控制研究.pdf

1、近幾年，云計算的快速發(fā)展使得作為其一種典型應用方式的云存儲也受到社會各界的極大關注。云存儲其實就是一種云計算系統(tǒng)，主要就是通過互聯(lián)網(wǎng)技術、分布式計算等，把存儲系統(tǒng)設備與應用結(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限制的情況下，只要有任何能夠聯(lián)網(wǎng)的設備就可以連接到云端去存儲和訪問數(shù)據(jù)，具有易用性、成本低廉以及高擴展性等特點，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。

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為非法用戶的竊取而泄漏，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，用戶最為關心的就是存儲在云端數(shù)

3、據(jù)的完整性、機密性和合法訪問。諸如種種數(shù)據(jù)安全問題制約了云計算在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與普及。
　　當前，實現(xiàn)安全的云存儲的技術有訪問控制和用戶授權等，用來解決云端數(shù)據(jù)文件的安全問題則主要是構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制訪問控制由于其安全性低，缺乏靈活性等缺點，都不能滿足現(xiàn)今復雜的分布式環(huán)境。本文在分析了幾種典型的云存儲訪問控制技術和數(shù)據(jù)加密等技術的基礎上，利用基于信任-角色的訪問控制模型和基于屬性的加密機制，在

4、本地業(yè)務系統(tǒng)的基礎上，設計了一種面向云存儲的屬性加密安全訪問機制。
　　論文的主要工作如下:
　　1)對云計算環(huán)境中的安全問題（主要針對數(shù)據(jù)保護方面）進行分析，并對當前解決云端數(shù)據(jù)的安全問題的關鍵技術進行研究，對比幾種典型的訪問控制以及加密技術，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，提出一種面向云存儲的屬性加密訪問控制系統(tǒng)，以達到保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性、保密性以及合法訪問。
　　2)通過Hadoop架構

5、搭建云存儲平臺，將本地業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移到Hbase分布式數(shù)據(jù)庫中。在此基礎上，通過基于信任-角色的訪問控制技術對云環(huán)境中的系統(tǒng)用戶權限進行控制，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)化技術對系統(tǒng)中密鑰的分發(fā)進行優(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)務系統(tǒng)（陜西省地方電力工

6、程信息管理系統(tǒng)）的基礎上進行了部署和實現(xiàn)。即本地業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部存儲在云端，業(yè)務系統(tǒng)應用云存儲平臺的屬性加密訪問控制來保護系統(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。實驗中通過對系統(tǒng)屬性個數(shù)、訪問控制策略樹中葉節(jié)點數(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