網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)用戶(hù)資源云共享安全性研究＊

王薇

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099）

1 引言

在國(guó)內(nèi)外教學(xué)領(lǐng)域中，眾多學(xué)者一直認(rèn)為，建立網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程網(wǎng)絡(luò)資源共享平臺(tái)，不僅可以實(shí)現(xiàn)英語(yǔ)教學(xué)資源的共享，而且可以極大地促進(jìn)高校之間英語(yǔ)教學(xué)資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和相互利用，使優(yōu)秀的教學(xué)資源更好地為社會(huì)服務(wù)，其中，國(guó)內(nèi)學(xué)者桑海英等[1]提出一種基于人工智能的英語(yǔ)教學(xué)資源信息集成管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)英語(yǔ)教學(xué)資源存儲(chǔ)模塊和系統(tǒng)服務(wù)器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)更適合于英語(yǔ)教學(xué)資源信息的共享；曹蘭英[2]提出一種基于大數(shù)據(jù)時(shí)代開(kāi)放式教育視頻云資源共享系統(tǒng)。包括教育視頻云資源顯示模塊、后臺(tái)管理模塊、個(gè)人空間模塊、視頻資源轉(zhuǎn)碼模塊、視頻格式轉(zhuǎn)換模塊等，系統(tǒng)的操作過(guò)程包括匹配信息源、描述信息源等，發(fā)布信息源等，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用服務(wù)器選擇tomcat，最后選擇Jbos作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載平衡。在大數(shù)據(jù)的特定時(shí)代，系統(tǒng)的訪問(wèn)過(guò)程如下：提出接入應(yīng)用程序，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載均衡策略，接收云控制器的訪問(wèn)請(qǐng)求，將接入應(yīng)用程序交付到正確的地址，請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到特定的虛擬機(jī)，以通過(guò)負(fù)載平衡服務(wù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)交互。

伴隨用戶(hù)數(shù)量和自然資源上傳量的增加，系統(tǒng)存儲(chǔ)空間難以滿(mǎn)足用戶(hù)訪問(wèn)量過(guò)大，容易造成單臺(tái)服務(wù)器過(guò)載，這導(dǎo)致用戶(hù)上傳、下載、檢索教材的速度慢，無(wú)法完整傳輸資源；同時(shí)，單個(gè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理能力有限，端口與端口間的傳輸性能受限，無(wú)法保證資源共享的安全性。為此，本文提出一種網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)用戶(hù)資源云共享方法，通過(guò)口令、指紋、RSA-KEM 三因素認(rèn)證，提高用戶(hù)資源共享平臺(tái)的服務(wù)效率和質(zhì)量，保證用戶(hù)在登錄網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)時(shí)獲取信息資源的完整性。

2 用戶(hù)域認(rèn)證方案

登錄云平臺(tái)時(shí)需要進(jìn)行安全認(rèn)證，之后可共享該平臺(tái)內(nèi)的信息資源[3-4]。采用口令、指紋和USIM(Universal Subscriber Identity Module)的用戶(hù)域認(rèn)證方案實(shí)施認(rèn)證，其工作流程具有以下特點(diǎn)：

當(dāng)需要移動(dòng)終端時(shí)，用戶(hù)首先插入U(xiǎn)SIM卡來(lái)驗(yàn)證平臺(tái)的有效性。當(dāng)確認(rèn)平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)可信之后，用戶(hù)才可以輸入密碼，通過(guò)BR(Biometric Reader)提供指紋，以避免用戶(hù)的敏感信息被惡意終端竊取。

采用RSA-KEM(密鑰封裝)系統(tǒng)和Hash算法對(duì)指紋和密碼進(jìn)行融合，而不是簡(jiǎn)單地將密碼或指紋與模板比較，計(jì)算過(guò)程在可信移動(dòng)平臺(tái)的可信邊界內(nèi)完成，可以滿(mǎn)足可信移動(dòng)平臺(tái)安全等級(jí)3的要求，分別實(shí)現(xiàn)用戶(hù)、移動(dòng)終端和USIM之間的認(rèn)證[5-6]?；诳尚乓苿?dòng)平臺(tái)的口令、指紋和USIM相結(jié)合的認(rèn)證流程如圖2所示。

USIM 利用TIDUser(用戶(hù)臨時(shí)身份)和KAU(網(wǎng)絡(luò)共享密鑰)技術(shù)，借助無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)驗(yàn)證可信移動(dòng)平臺(tái)證書(shū)和簽名的有效性，從而實(shí)現(xiàn)可信移動(dòng)平臺(tái)和USIM在不同CA域的認(rèn)證。

在該方案中，用戶(hù)記住自己的密碼并持有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商發(fā)行的USIM卡。USIM卡不僅完成基本密碼計(jì)算，還存儲(chǔ)用戶(hù)的數(shù)字證書(shū)和敏感信息，如認(rèn)證參數(shù)、指紋模板FU、匹配軟件CS等，認(rèn)證參數(shù)包括用戶(hù)接入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所需的參數(shù)和用戶(hù)與終端之間的認(rèn)證參數(shù)(x，y，z)。其運(yùn)算過(guò)程如下所示：

其中PW所描述的是用戶(hù)密碼，SKHE和n所描述的是用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(HE)的簽名私鑰和模數(shù)，H(x)所描述的是x的哈希值。TPM 存儲(chǔ)自己的私鑰SKTPM、證書(shū)CertTPM、密鑰KBT與BR共享，其他模塊的完整性向量值和移動(dòng)終端所有者的x。用戶(hù)域認(rèn)證完成后，在接入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證協(xié)議中加入U(xiǎn)SIM作為存在并參與無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的證書(shū)。

3 平臺(tái)用戶(hù)資源云共享方法

3.1 資源共享平臺(tái)云服務(wù)流程

目前，對(duì)信息共享平臺(tái)的效率和集成能力提出了更高的要求。因此，相應(yīng)的社交共享平臺(tái)云服務(wù)系統(tǒng)也具有很高的集成度和通用性[7-9]。信息資源共享平臺(tái)云服務(wù)系統(tǒng)的具體操作流程如圖2所示。

圖1 基于可信移動(dòng)平臺(tái)的口令、指紋和USIM相結(jié)合的認(rèn)證流程

圖2 資源共享平臺(tái)云服務(wù)體系運(yùn)行流程圖

要求用戶(hù)發(fā)送信息服務(wù)，云服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)分析和元數(shù)據(jù)管理對(duì)云服務(wù)進(jìn)行定位，確定信息服務(wù)請(qǐng)求的性質(zhì)和類(lèi)型，然后對(duì)服務(wù)進(jìn)行重組和分配。在此基礎(chǔ)上，選擇合適的云服務(wù)策略對(duì)云服務(wù)進(jìn)行集成、打包、發(fā)布和共享，以提高服務(wù)效率。在云服務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)自動(dòng)更新服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)。智能服務(wù)控制以其易部署、易監(jiān)控的顯著特點(diǎn)，確保整個(gè)云服務(wù)系統(tǒng)的安全性和廣泛應(yīng)用性。

3.2 教育資源壓縮

教育資源歸檔是文件上傳、壓縮和加密存儲(chǔ)的基礎(chǔ)，包括資源文件的預(yù)處理、分詞、信息存儲(chǔ)、資源文件壓縮和加密。安全控制是設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，防止非法用戶(hù)的自由入侵，對(duì)重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)場(chǎng)所進(jìn)行加密。

教育資源壓縮的目的是調(diào)整和解壓接收文件的輸入?yún)⒖贾?，使輸出文件成為結(jié)果文件。具體的功能設(shè)置如圖3所示。

圖3 教育資源壓縮流程

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入文件很小時(shí)，文件壓縮的速度明顯更快，但處理大文件需要更多的時(shí)間。在2GHz 處理器上，壓縮過(guò)程可以達(dá)到1MB/s，解壓過(guò)程可以達(dá)到10～20MB/s，為了簡(jiǎn)化壓縮和解壓過(guò)程，在函數(shù)設(shè)計(jì)中增加了默認(rèn)參數(shù)選項(xiàng)，方便在加密文件時(shí)快速查找解壓文件。

需要對(duì)密鑰信息進(jìn)行加密和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)信息的隱藏保護(hù)。密文信息通過(guò)密鑰和解密過(guò)程還原為明文信息，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖4所示。

圖4 教育資源加密流程

在對(duì)加密的教育資源進(jìn)行存儲(chǔ)和壓縮時(shí)，采用多級(jí)目錄存儲(chǔ)方式，便于對(duì)文件進(jìn)行分類(lèi)和加密。在安全的應(yīng)用環(huán)境中，教育資源的存儲(chǔ)和查詢(xún)需要在整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行加密，并且是在客戶(hù)端進(jìn)行的，這給密鑰管理帶來(lái)了一定的困難。因此，有必要設(shè)計(jì)合理的密鑰管理機(jī)制，以保證文件查詢(xún)請(qǐng)求來(lái)自合法用戶(hù)，并保證密鑰在安全的環(huán)境中使用。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

能夠更好地驗(yàn)證本文方法的實(shí)際有效性，將在仿真實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步確認(rèn)用戶(hù)認(rèn)證方案的性能，防止用戶(hù)的敏感信息被惡意終端竊取，確保用戶(hù)登錄云平臺(tái)教學(xué)信息資源的共享和利用。

采用引言中給出的文獻(xiàn)[1]方法(基于人工智能的英語(yǔ)教學(xué)資源信息綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì))、文獻(xiàn)[2]方法(大數(shù)據(jù)時(shí)代下開(kāi)放教育視頻云資源共享系統(tǒng))與本文方法進(jìn)行對(duì)比分析。其中，√代表具有安全特征，×代表不具有安全特征，-代表不涉及任何安全特征。具體內(nèi)容在在表1中展現(xiàn)。

表1 不同方法性能比較

通過(guò)表1可看出，在網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)上，本文方法實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)、USIM 和移動(dòng)終端之間的相互認(rèn)證，保證了認(rèn)證過(guò)程中用戶(hù)密碼和指紋數(shù)據(jù)的安全性，加強(qiáng)了用戶(hù)對(duì)移動(dòng)終端或USIM數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制，減少了移動(dòng)終端或USIM丟失帶來(lái)的危害，該方案不僅可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端和其所有者之間的認(rèn)證，并且可以方便地在不同的CA域下實(shí)現(xiàn)用戶(hù)和移動(dòng)終端之間的認(rèn)證。因此得出，本文方法能夠使用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)信息資源云共享具有安全性和通用性。

然后進(jìn)一步分析不同方法下云共享信息資源的完整性，設(shè)定初始值為4000/Bytes，具體內(nèi)容如圖5所示。

圖5 資源完整性對(duì)比圖

通過(guò)圖5 可知，當(dāng)共享次數(shù)不斷增加，本文方法走勢(shì)是指最接近初始值，所得信息資源更完善。其他兩種方法的走勢(shì)逐漸下降，所得信息資源大量缺失。因此，本文方法在網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)中資源云共享信息更加安全和完整。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)用戶(hù)資源云共享，開(kāi)展有效的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)活動(dòng)，研究網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)用戶(hù)資源云共享方法，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)、USIM 和移動(dòng)終端之間的相互認(rèn)證，網(wǎng)絡(luò)英語(yǔ)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)信息資源云共享具有安全性和通用性，且云共享信息更加安全和完整。