超算CAE云平臺(tái)安全管控中間件的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)計(jì)算已成為繼理論分析和實(shí)驗(yàn)觀察之后的第三大科學(xué)研究手段，為了加快計(jì)算速度，越來(lái)越多的人借助超算資源進(jìn)行CAE仿真計(jì)算。然而，用戶通過(guò)CAE云平臺(tái)計(jì)算的作業(yè)數(shù)據(jù)多為商業(yè)機(jī)密，一旦發(fā)生因他人非法謀利從而導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)隱私泄露的安全事故，用戶將蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此CAE云平臺(tái)能否有效保護(hù)用戶個(gè)人數(shù)據(jù)隱私是用戶首要關(guān)心的問(wèn)題。本文結(jié)合課題的實(shí)際需要，著力于研究CAE云平臺(tái)安全管控中間件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，排除潛在安全隱患，

2、保護(hù)用戶個(gè)人數(shù)據(jù)隱私和平臺(tái)內(nèi)部機(jī)密數(shù)據(jù)，為用戶提供一個(gè)安全可靠的設(shè)計(jì)仿真計(jì)算環(huán)境。本文的主要工作有：
　　1）本文首先研究了超算硬件系統(tǒng)和軟件架構(gòu)，簡(jiǎn)述了CAE仿真概念，重點(diǎn)介紹了CAE作業(yè)在超算平臺(tái)上的具體求解流程。然后介紹了隱私保護(hù)技術(shù)，針對(duì)CAE計(jì)算結(jié)果文件很大，占用存儲(chǔ)空間大的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了幾種主要大數(shù)據(jù)加密保護(hù)技術(shù)，并詳細(xì)討論了用來(lái)實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)等安全管控需求的中間件技術(shù)。
　　2）圍繞超算CAE平臺(tái)的系統(tǒng)需求與安

3、全性需求，本文提出了一種基于數(shù)據(jù)分割的CAE結(jié)果數(shù)據(jù)加密策略，該策略首先將CAE結(jié)果文件分割、置亂、去除重復(fù)數(shù)據(jù)塊，然后隨機(jī)選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)塊進(jìn)行加密；并結(jié)合“天河1號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和CAE作業(yè)的求解流程，提出了一種基于可信服務(wù)器的CAE作業(yè)隱私保護(hù)框架。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略能顯著降低加密CAE結(jié)果文件的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，一定程度上減少了文件的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算吞吐量，保障了用戶作業(yè)隱私安全。
　　3）本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了CA

4、E云平臺(tái)的安全管控中間件系統(tǒng)。本文首先介紹了安全管控中間件的系統(tǒng)需求，深入研究了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)用到的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)分析了系統(tǒng)中各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，最后對(duì)系統(tǒng)部分功能實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行展示。
　　實(shí)驗(yàn)與實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，本文針對(duì)安全管控中間件系統(tǒng)所做的研究與優(yōu)化工作，對(duì)于保護(hù)用戶數(shù)據(jù)隱私和平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)密數(shù)據(jù)具有較好的效果。此外，安全管控中間件系統(tǒng)通過(guò)WebService為前端系統(tǒng)和第三方系統(tǒng)提供統(tǒng)一的安全管控接口，便于維護(hù)，方便其它平臺(tái)集成，可