可信云計(jì)算平臺(tái)模型的研究及其改進(jìn).pdf

1、云端數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)被普遍認(rèn)為是云計(jì)算發(fā)展的兩大重要內(nèi)容，然而到目前為止客戶沒有任何手段能夠證明自己上傳的數(shù)據(jù)與應(yīng)用的完整性與機(jī)密性，因此產(chǎn)生了客戶與云服務(wù)提供商之間的信任問題，這也就成了阻礙云計(jì)算發(fā)展的最大障礙之一。
　　 將可信計(jì)算技術(shù)與云計(jì)算相結(jié)合是解決這一信任問題的方向之一，這個(gè)針對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（IaaS）模型提出的可信云計(jì)算平臺(tái)（TCCP)解決方案在2009年提出。該可信云計(jì)算平臺(tái)模型通過一個(gè)外部的可信協(xié)調(diào)者(TC

2、)來認(rèn)證內(nèi)置可信芯片的服務(wù)器，然后管理活躍的可信服務(wù)器列表，并參與到虛擬機(jī)（Virtual Machine）啟動(dòng)與動(dòng)態(tài)遷移的過程中。而可信節(jié)點(diǎn)（內(nèi)置可信芯片且安全運(yùn)行的服務(wù)器）通過可信虛擬機(jī)監(jiān)視器（TVMM）來保證運(yùn)行的虛擬機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)不被黑客或有特權(quán)的管理人員監(jiān)視或修改。不過由于對(duì)可信第三方的過度依賴，可信云計(jì)算平臺(tái)模型只能停留在理論探討階段，沒有實(shí)用的可行性。本文針對(duì)可信云計(jì)算平臺(tái)模型的局限性進(jìn)行了深入研究，提出了一種改進(jìn)的基于直接匿

3、名認(rèn)證（DAA）與隱私認(rèn)證中心（Privacy CA）策略的TCCP模型，較好解決了可信第三方在性能與安全性的瓶頸問題。
　　 本文主要是通過引入DAA策略并且根據(jù)可信芯片的中立特性設(shè)計(jì)了一種讓一部分內(nèi)部可信節(jié)點(diǎn)（TNs）成為Privacy Cas(內(nèi)部小型可信第三方)的協(xié)議，其中內(nèi)部的Privacy CA承擔(dān)了TC的TNs管理職責(zé)與部分認(rèn)證職責(zé)。在云計(jì)算平臺(tái)的每一個(gè)區(qū)域（Zone）里面都設(shè)有多個(gè)Privacy CA，每個(gè)Pri

4、vacy CA有自己管理的可信區(qū)域，本文采取這樣一種隔離措施來提高平臺(tái)的安全性，若某個(gè)Privacy CA管理的區(qū)域被攻破后能夠?qū)p失降低到最小。這些不同的管理區(qū)域是通過Privacy Cas選出來的內(nèi)部可信聯(lián)絡(luò)者（ITC）進(jìn)行聯(lián)系，ITC的選舉采用安全多方計(jì)算（SMC）算法，從而保證了ITC的選舉不被少數(shù)被操縱的無賴Privacy Cas所影響。Privacy Cas與選舉出來的ITC能夠完全替代TC的可信節(jié)點(diǎn)管理功能，并參與到虛擬機(jī)

5、的創(chuàng)建與動(dòng)態(tài)遷移的過程中。這里的難點(diǎn)是如何讓Privacy CA與 ITC替代TC大部分功能同時(shí)不減弱平臺(tái)的安全性。
　　 在原始可信云計(jì)算平臺(tái)模型中，虛擬可信平臺(tái)的概念直接從基于虛擬技術(shù)的可信平臺(tái)架構(gòu)里面引入，對(duì)于是否適合云計(jì)算平臺(tái)的問題并沒有進(jìn)行探討。而本文對(duì)虛擬可信平臺(tái)的架構(gòu)進(jìn)行了研究，并根據(jù)TCCP模型的需求對(duì)可信平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的改變。
　　 本文采取的云平臺(tái)架構(gòu)基于開源的Eucalyptus，虛擬可信平臺(tái)架

6、構(gòu)基于vTPM，可信芯片必須符合TPM 1.2標(biāo)準(zhǔn)（DAA策略在TPM1.2標(biāo)準(zhǔn)下才能夠被使用）。
　　 可信云計(jì)算平臺(tái)模型有可信芯片這種專門的安全硬件來支撐，是解決云計(jì)算隱私保護(hù)與安全方面問題的最好方法之一，尤其是可信計(jì)算技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。因此針對(duì)可信云計(jì)算平臺(tái)模型的設(shè)計(jì)具有很高的參考價(jià)值，本文改進(jìn)原始可信云計(jì)算平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路也可以為以后實(shí)際平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供幫助，使得人們對(duì)數(shù)據(jù)安全的擔(dān)憂不再成為云計(jì)算發(fā)展的障礙之一。