云計算環(huán)境下混合加密算法研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動計算和大數(shù)據(jù)儲存的不斷發(fā)展，越來越多的大型IT公司和科研機(jī)構(gòu)對云計算的研究變得更加深入。以超快計算能力、超大存儲能力、按需提供等作為自身特點的云計算也被認(rèn)為是下一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的框架。當(dāng)海量的數(shù)據(jù)被放入云計算系統(tǒng)當(dāng)中時，就會有越來越多的人關(guān)注其數(shù)據(jù)安全。由于云計算提供的存儲服務(wù)對用戶而言是完全透明的，一般用戶無法了解自己的數(shù)據(jù)被存放在了云計算系統(tǒng)的具體情況。由此產(chǎn)生的不信任感給云計算的發(fā)展帶來了很大的阻礙。

2、因此，基于云計算的數(shù)據(jù)安全研究就有很大的意義。
　　本文從Apache基金會開發(fā)的一個可用于云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)Hadoop入手，首先介紹了Hadoop中的HDFS分布式文件系統(tǒng)以及MapReduce并行計算框架。其中HDFS有很高的容錯性、很強(qiáng)的擴(kuò)展性，并且能部署在低廉的硬件之上，同時還提供一定量的數(shù)據(jù)冗余以保證存放其中的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。MapReduce計算框架能夠屏蔽掉底層細(xì)節(jié)，使得開發(fā)者專注于自身代碼的編寫設(shè)計。
　　對于

3、數(shù)據(jù)安全方面，本文主要研究的是加密算法的結(jié)構(gòu)性改進(jìn)。首先分析了傳統(tǒng)的對稱加密算法和非對稱加密算法，以DES算法、AES算法和RSA算法為例，從多個角度分析這幾種算法的優(yōu)劣。然后再從算法結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，對現(xiàn)有常見的混合加密算法進(jìn)行分析其是否適合云計算模型，再總結(jié)提出了線性ADES混合加密算法、二重ADES混合加密算法、帶干擾二重ADES混合加密算法、帶干擾多混合加密算法。并從密鑰長度、明文敏感性、密鑰敏感性和攻擊等角度，從理論上分析這四種混

4、合加密方法的異同。
　　在此基礎(chǔ)上，利用MapReduce計算框架，把這四種混合加密算法引入到Hadoop當(dāng)中。利用現(xiàn)有實驗平臺，根據(jù)HDFS當(dāng)中數(shù)據(jù)分塊存放的特點，將數(shù)據(jù)塊按照64MB、32MB、16MB、8MB、4MB、2MB作為數(shù)據(jù)處理的基本單位，完成加密解密實驗。
　　在實驗過程中，獲取加密執(zhí)行時間、解密時間、單個數(shù)據(jù)塊執(zhí)行的最短時間和最長時間。先分析四種不同的混合加密算法在不同數(shù)據(jù)塊情況下各項執(zhí)行時間的情況，再橫向