云檔案信息安全技術(shù)探析

黃安

[摘 要]建立云檔案是高效組織、開發(fā)利用檔案信息資源的有效途徑，而確保檔案信息的安全是云檔案健康發(fā)展的基礎(chǔ)。文章從功能、特點(diǎn)詳細(xì)分析了云檔案常用的安全技術(shù)和最新的安全措施。

[關(guān)鍵詞]云計(jì)算；云檔案；信息安全

云檔案就是依托互聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)和理念，將分散的檔案信息資源（包括檔案信息、檔案服務(wù)設(shè)施、設(shè)備、檔案服務(wù)人員等）通過云服務(wù)平臺組織起來，形成一個個檔案信息資源服務(wù)“云”，并借助這些“云”平臺超強(qiáng)的計(jì)算能力和低成本、高安全性等特性來提高檔案信息資源共享效率的一種檔案信息資源服務(wù)模式，[1]這是檔案信息組織和管理模式的發(fā)展方向。由于云檔案的服務(wù)基于互聯(lián)網(wǎng)，依賴互聯(lián)網(wǎng)，而互聯(lián)網(wǎng)是一個開放的系統(tǒng)，這樣個人隱私、信息安全等問題也隨之而來。因此，在云檔案中如何確保檔案信息的安全就成為云檔案能否健康發(fā)展的基石。本文詳細(xì)分析了云檔案常用的安全技術(shù)，并介紹了云檔案的其它最新安全措施。

一、云檔案常用的安全技術(shù)

為了保護(hù)云檔案信息的安全，可以通過提升云檔案整體平臺的安全性來確保檔案信息的安全，以防止未授權(quán)的使用而導(dǎo)致數(shù)據(jù)被惡意更改、刪除、泄露數(shù)據(jù)等安全性問題。常用的安全技術(shù)包括：

（一）強(qiáng)制存取控制。強(qiáng)制存取控制是通過對每一個數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的分配不同的密級，允許不同類型的用戶訪問不同密級的信息，它是保證云檔案信息安全的重要的一環(huán)。在強(qiáng)制存取控制中，云檔案所管理的全部實(shí)體被分為主體和客體兩大類。主體是系統(tǒng)中的活動實(shí)體，它不僅包括被管理的實(shí)際用戶，也包括代表用戶的各進(jìn)程。客體是系統(tǒng)中的被動實(shí)體，是受主體操縱的，包括各種數(shù)據(jù)信息。對于主體和客體，云檔案管理系統(tǒng)為它們每個實(shí)例（值）指派一個敏感度標(biāo)記。[2]主客體各自被賦予相應(yīng)的安全級，主體的安全級反映主體的可信度，而客體的安全級反映客體所含信息的敏感程度。對于病毒和惡意軟件的攻擊可以通過強(qiáng)制存取控制策略進(jìn)行防范。雖然強(qiáng)制存取控制并不能從根本上避免攻擊的問題，但可以從較高安全性級別程序向較低安全性級別程序進(jìn)行信息傳遞。

（二）基于PKI的訪問控制。PKI（Public Key infrastructure，公鑰基礎(chǔ)設(shè)施）是一個利用非對稱密碼算法（即公開密鑰算法）原理和技術(shù)，遵循標(biāo)準(zhǔn)的公鑰加密技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并提供公鑰加密和數(shù)字簽名服務(wù)的系統(tǒng)或平臺。PKI通過認(rèn)證中心，把用戶的公鑰和用戶的其他標(biāo)識信息捆綁在一起，動態(tài)地管理所有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所需要的密鑰和證書，再通過密鑰和證書對用戶的信息交流和傳遞提供安全保障。目前，通用的辦法是采用基于PKI結(jié)構(gòu)結(jié)合數(shù)字證書，通過把要傳輸?shù)臄?shù)字信息進(jìn)行加密，保證信息傳輸?shù)谋Ｃ苄?、完整性，通過簽名保證身份的真實(shí)性和抗抵賴。建立基于PKI的訪問控制，可以保證云檔案數(shù)字信息傳輸?shù)臋C(jī)密性、真實(shí)性、完整性和不可否認(rèn)性。

（三）建立統(tǒng)一身份認(rèn)證基礎(chǔ)上的單點(diǎn)登錄技術(shù)。統(tǒng)一身份認(rèn)證是通過一個適合于所有應(yīng)用系統(tǒng)的、唯一的認(rèn)證服務(wù)系統(tǒng)來接過每個應(yīng)用系統(tǒng)中單獨(dú)的認(rèn)證模塊，各應(yīng)用系統(tǒng)只需要遵循統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)調(diào)用接口，即可實(shí)現(xiàn)用戶身份的認(rèn)證過程。首先為每一用戶分配如下用戶信息，包括：用戶標(biāo)識、定義服務(wù)時(shí)段、初始管理員及其口令、定義用戶資源、分配用戶內(nèi)部安全策略空間及客戶可定義安全策略最大數(shù)量。在用戶登錄云服務(wù)系統(tǒng)時(shí)，通過云服務(wù)提供商對該用戶進(jìn)行身份認(rèn)證和越界訪問的判斷；在用戶通過身份認(rèn)證并且沒有超越訪問權(quán)限的情況下，檢查所述用戶是否符合客戶內(nèi)部安全策略，若否，拒絕訪問，若是，許可訪問云資源。為了解決同一網(wǎng)絡(luò)中多應(yīng)用系統(tǒng)之間的復(fù)雜登錄問題，可以建立在統(tǒng)一身份認(rèn)證基礎(chǔ)上的單點(diǎn)登錄技術(shù)。同一用戶只需要強(qiáng)制認(rèn)證一次，就可以在不同的授權(quán)系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換而不必重新登錄，而系統(tǒng)的身份認(rèn)證操作則在后臺自動執(zhí)行。

（四）數(shù)據(jù)加密技術(shù)。數(shù)據(jù)加密是對云檔案中存儲和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，使之成為密文，只有被授權(quán)者才能對加密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密和使用，這是一種主動安全防范策略。數(shù)據(jù)加密后，即使攻擊者截獲了數(shù)據(jù)，也無法知道數(shù)據(jù)的內(nèi)容，從而保證了檔案信息資源的安全。數(shù)據(jù)加密技術(shù)作為一種古老、而又重要和基本的防止信息泄露的技術(shù)，它可以從根本上滿足信息完整性的要求，被認(rèn)為是最可靠的安全保障形式。數(shù)據(jù)加密技術(shù)要求只有在指定的用戶或網(wǎng)絡(luò)下，才能解除密碼而獲得原來的數(shù)據(jù)，這就需要給數(shù)據(jù)發(fā)送方和接受方以一些特殊的密鑰用于解密。[3]由于密鑰的值是從大量的隨機(jī)數(shù)中選取的，因此可以保證通過加密的云檔案數(shù)據(jù)信息具有較高的安全性。

（五）審計(jì)。審計(jì)將用戶操作云檔案的所有記錄存儲在審計(jì)日志（Audit Log）中，對用戶操作活動進(jìn)行記錄與監(jiān)控。對于開放的云檔案來說，用戶活動非常頻繁，并不是所有的事件都對系統(tǒng)的安全構(gòu)成威脅。審計(jì)的任務(wù)是收集并分析用戶與系統(tǒng)安全有關(guān)的事件，并根據(jù)事先確定的閾值，發(fā)現(xiàn)并盡量控制審計(jì)事件（事件結(jié)果達(dá)到或超過審計(jì)閾值），同時(shí)將審計(jì)信息記錄下來（成為審計(jì)日志），以備日后分析追查。這樣，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，就可以很方便地進(jìn)行調(diào)查和分析，找出非法存取數(shù)據(jù)的時(shí)間、內(nèi)容以及相關(guān)的人。從軟件工程的角度上看，目前通過存取控制、數(shù)據(jù)加密的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)是不夠的。[4]因此，作為重要的補(bǔ)充手段，審計(jì)是云檔案信息安全系統(tǒng)不可缺少的一部分，是實(shí)現(xiàn)云檔案信息安全的最后一道防線。

二、云檔案的其它安全措施

為了確保云檔案信息的安全，除了采取以上的安全技術(shù)外，還可以在“云”的核心架構(gòu)里引入安全機(jī)制，基于云計(jì)算平臺的強(qiáng)大處理能力，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施層、應(yīng)用部署層與服務(wù)接口層的基礎(chǔ)安全體系，增強(qiáng)云架構(gòu)的檔案信息平臺的安全服務(wù)模式。主要包括[5]：

（一）建立高性能高可靠的網(wǎng)絡(luò)安全一體化防護(hù)體系。在云檔案的建設(shè)過程中，多條高速鏈路匯聚成大流量數(shù)據(jù)中心，要求云檔案必須能夠處理海量的數(shù)據(jù)流和各式各樣的多用戶需求。因此，為了應(yīng)對云檔案環(huán)境下的數(shù)據(jù)流量模型變化，相關(guān)安全防護(hù)體系的建設(shè)需要朝著高性能、高可靠、一體化的防護(hù)方向發(fā)展。如既帶內(nèi)容過濾的綜合網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、帶入侵檢測和防護(hù)的深度數(shù)據(jù)包檢測、惡意軟件檢測，又帶狀態(tài)的防火墻保護(hù)，以及能同時(shí)防護(hù)已知和未知威脅的電子郵件過濾，等等，真正實(shí)現(xiàn)大流量匯聚情況下的基礎(chǔ)安全防護(hù)。

（二）建立以虛擬化為技術(shù)支撐的安全防護(hù)體系。虛擬化是云檔案的關(guān)鍵技術(shù)，包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、存儲資源、計(jì)算資源以及應(yīng)用資源等虛擬化?；谔摂M化技術(shù)，云檔案才可能根據(jù)不同用戶的需求，提供個性化的存儲計(jì)算及應(yīng)用資源的合理分配，并實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的數(shù)據(jù)安全。但是，隨著虛擬化的使用，私有云和公共云在資源隔離、數(shù)據(jù)安全事件管理和數(shù)據(jù)保護(hù)等領(lǐng)域?qū)⒁l(fā)新的信息安全挑戰(zhàn)。在利用虛擬化將多臺服務(wù)器整合到單個主機(jī)時(shí)，兩臺服務(wù)器之間的物理隔離被清除，從而加大了危害可能從一臺虛擬機(jī)擴(kuò)散到同一臺物理主機(jī)上的其它虛擬機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，若虛擬軟件的管理程序被攻擊危害，可能會導(dǎo)致所有托管的虛擬機(jī)（VM）以及共享的物理資源（例如存儲應(yīng)用數(shù)據(jù)和代碼的硬盤驅(qū)動器）都被波及。因此，建立以虛擬化為技術(shù)支撐的安全防護(hù)體系，包括數(shù)據(jù)加密和隔離、VM 隔離、安全的 VM 遷移、虛擬化網(wǎng)絡(luò)隔離、安全事件和訪問監(jiān)控等方面，是確保云檔案的安全措施。

（三）充分利用云端超強(qiáng)的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)云檔案的安全檢測和防護(hù)。這是充分利用云計(jì)算超強(qiáng)計(jì)算能力防護(hù)信息安全的一個模式，是云檔案信息安全防范的一個重要方向。在這種安全防護(hù)模式中，要求掛在云端的海量用戶在本地端具備對未知安全威脅或是可疑安全威脅的傳感檢測能力。這樣，任何一個用戶端對于本地不能識別的可疑流量都要第一時(shí)間送到后臺的云檢測中心，利用云端超強(qiáng)的檢測計(jì)算能力快速定位解析安全威脅，并將安全威脅的協(xié)議特征推送到全部用戶端或安全網(wǎng)關(guān)，從而使得整個云中的用戶端和安全網(wǎng)關(guān)都具備對這種未知威脅的檢測能力，[6]從而保證云檔案信息資源安全。

（四）以集中的安全服務(wù)中心應(yīng)對無邊界的安全防護(hù)。由于云檔案信息資源的高度整合，使得其中的信息資源只能實(shí)現(xiàn)基于邏輯的劃分隔離，不存在物理上的安全邊界，不可能基于每個或每類型用戶進(jìn)行流量的匯聚并部署獨(dú)立的安全系統(tǒng)。因此，云檔案的信息安全策略必須從傳統(tǒng)的基于各子系統(tǒng)的安全防護(hù)，轉(zhuǎn)移到基于整個云檔案的安全防護(hù)，建設(shè)集中的安全服務(wù)中心，集中支持各子站群的安全防護(hù)，包括防病毒、防漏洞等，以適應(yīng)云檔案中信息資源邏輯隔離的現(xiàn)實(shí)。這種集中的安全服務(wù)中心，可以將需要進(jìn)行安全服務(wù)的用戶流量，通過合理的技術(shù)手段引入到集中的安全服務(wù)中心，完成安全服務(wù)后再返回到原有的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，確保輸電網(wǎng)信息的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂元智.國家檔案信息資源“云”共享服務(wù)模式研究[J].檔案學(xué)研究，2011（4）：61-64.

[2]徐國華. 數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)的探究[J]. 硅谷，2010，23：82+192.