大數(shù)據(jù)環(huán)境下云存儲數(shù)據(jù)安全探討

馬秀秀

（大慶油田信息技術(shù)公司網(wǎng)絡(luò)運行維護分公司，黑龍江 大慶 163000）

關(guān)鍵字：大數(shù)據(jù)；云存儲；數(shù)據(jù)安全

伴隨大數(shù)據(jù)時代的到來，云計算、云數(shù)據(jù)等技術(shù)飛速發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)更是徹底改變了人們的工作生活，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的不斷深入，對數(shù)據(jù)中心有了更高的要求，不僅需要數(shù)據(jù)中心具備足夠規(guī)模的數(shù)據(jù)吞吐能力，也有要求數(shù)據(jù)中心的存儲基礎(chǔ)架構(gòu)安全型符合使用需求。

大數(shù)據(jù)時代下，數(shù)據(jù)規(guī)模逐步龐大，人們使用各類基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的各項應(yīng)用，對自身在生活工作中產(chǎn)生的諸多信息進行實時的存儲，如文字信息、語音信息、照片、視頻、消費記錄、搜索記錄等等，傳統(tǒng)硬盤等數(shù)據(jù)存儲手段已經(jīng)不斷滿足現(xiàn)代人的需求，云數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)徹底打破了數(shù)據(jù)存儲的時間、空間、地域、規(guī)模限制。讓人們可以隨時隨地進行數(shù)據(jù)的交互，但數(shù)據(jù)安全威脅也逐步加大，如何加強云數(shù)據(jù)技術(shù)的安全性能以及成為云數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展必須面對的問題。

1 云存儲技術(shù)的基本概念

云存儲是伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展背景下的全新產(chǎn)物，是基于數(shù)據(jù)分布式處理、并行處理的全系技術(shù)。依托數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及相應(yīng)的計算機處理程序，通過自動拆分并由多個服務(wù)器進行計算后傳回用戶，可以極高的數(shù)據(jù)吞吐效率，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒甚至更短時間處理超過億次的信息。

云存儲的概念類似與云計算技術(shù)，依托分布式任務(wù)處理系統(tǒng)，對互聯(lián)上存在的數(shù)據(jù)存儲單位以及服務(wù)進行整合應(yīng)用，并使用相關(guān)的軟件實現(xiàn)多個服務(wù)器的協(xié)同工作。目前，云存儲主要分為公共云存儲、內(nèi)部云存儲、混合云存儲。

1.1 公共云儲存

亞馬遜公司以及nutanix公司是最早應(yīng)用并提供公共云存儲技術(shù)的企業(yè)之一。亞馬遜公司通過云存儲技術(shù)與全世界各地的經(jīng)銷商建立穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)共享、傳遞平臺，供應(yīng)商則可以對每個客戶建立獨立、私有的存儲服務(wù)。其中dropbox為代表的個人云存儲時公共云存儲技術(shù)的先驅(qū)者，率先面向市場推出了自身的云數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品。我國雖然在云數(shù)據(jù)存儲發(fā)展相對較晚，但近年來發(fā)展十分迅速，涌現(xiàn)出如百度網(wǎng)盤、樂視網(wǎng)盤、金山快盤、堅果云、微云等一系列優(yōu)秀的公共云存儲軟件。

1.2 內(nèi)部云儲存

內(nèi)部云存儲與公共云存儲相反，時面向企業(yè)或團體內(nèi)部提供的云數(shù)據(jù)共享技術(shù)，代表產(chǎn)品有安全辦公私有云、聯(lián)想網(wǎng)盤等。

1.3 混合云儲存

該類型的云存儲技術(shù)時是目前最先進的云存儲技術(shù)，依托公共云平臺，通過分權(quán)限帳號實現(xiàn)公共云和私有云的融合，企業(yè)可以根據(jù)實際需求，通過不同權(quán)限分級的帳號在公共云上劃分一部分容量做為私有云，實現(xiàn)不同群體的不同數(shù)據(jù)使用權(quán)限。

2 云存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 云存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

（1）存儲層。存儲層時云數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的基礎(chǔ)部分，也是核心部分，存儲層主要由各類存儲介質(zhì)以及光纖通道組成。組成設(shè)備一般為nas、iscsi等ip存儲設(shè)備，近年來也有部分云數(shù)據(jù)企業(yè)使用scsi、sas、das等存儲介質(zhì)構(gòu)建自身的存儲層。受云存儲技術(shù)原理決定，存儲層的硬件設(shè)備多數(shù)分布在不同的區(qū)域，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及光纖網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)建云存儲的存儲層網(wǎng)絡(luò)。（2）基礎(chǔ)管理。基礎(chǔ)管理是云存儲系統(tǒng)的樞紐部分，也是技術(shù)最為集中的部分，許多技術(shù)難點和障礙都集中在基礎(chǔ)管理上?；A(chǔ)管理通過分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)，對存儲層設(shè)備進行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，讓存儲層中所有的存儲介質(zhì)進行協(xié)同工作，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的各項功能。（3）應(yīng)用接口。應(yīng)用接口層讓云存儲系統(tǒng)可以實現(xiàn)不同的功能，用戶可以根據(jù)自身的使用需求，使用不同應(yīng)用層結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)不同的服務(wù)獲取，應(yīng)用接層是云數(shù)據(jù)系統(tǒng)最為多元化的組成部分。（4）訪問層。在云數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，任何一個授權(quán)用戶，都可以使用訪問層中的公共接口來攬入云存儲系統(tǒng)中，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)的服務(wù)獲取，不同的運營單位可以使用不同的接口，實現(xiàn)差異化的訪問類型以及訪問手段。

2.2 云存儲關(guān)鍵技術(shù)

（1）存儲虛擬化技術(shù)。儲存虛擬化技術(shù)是通過相應(yīng)的分布式文件技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將內(nèi)存設(shè)備與外部存儲相結(jié)合，從而虛擬出一個巨額容量額存儲設(shè)備，是一種網(wǎng)絡(luò)化額存儲設(shè)備。我國在虛擬化存儲技術(shù)的研究上起步較晚，但近年來進展飛速，在虛擬存儲的數(shù)據(jù)訪問性能、數(shù)據(jù)管理性能、擴展儲存性能上具有較大的突破。（2）重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。伴隨數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增加，云存儲中會產(chǎn)生大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致云系統(tǒng)壓力驟增，也占用了大量的云數(shù)據(jù)系統(tǒng)的吞吐力，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)可以有效降低重復(fù)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的影響，有效減少系統(tǒng)中私用的存儲容量，提高系統(tǒng)最大數(shù)據(jù)規(guī)模的承載能力。重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)是一種高新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以高效率對龐大數(shù)據(jù)資源進行篩查，精準(zhǔn)定位重復(fù)數(shù)據(jù)。（3）分布式存儲技術(shù)。分布式存儲技術(shù)是實現(xiàn)不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備整合應(yīng)用的高端技術(shù)，通過該技術(shù)將不同服務(wù)商存儲空間虛擬化，并整合應(yīng)用。分布式存儲技術(shù)主要包括分布式文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)等。通過該技術(shù)讓云系統(tǒng)內(nèi)所有的虛擬存儲單位進行協(xié)同工作。（4）數(shù)據(jù)備份技術(shù)。在大數(shù)據(jù)時代，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的價值不斷提高，為了確保數(shù)據(jù)的使用安全，就必須對重要數(shù)據(jù)進行備份，降低意外發(fā)生時可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)風(fēng)險。一直以來數(shù)據(jù)安全都是業(yè)內(nèi)的熱點課題，數(shù)據(jù)備份技術(shù)是將需要保護的數(shù)據(jù)本身或關(guān)鍵部分在某一時間以特定格式保存下來的技術(shù)，以備在原數(shù)據(jù)信息遭到惡意的破壞、刪除或意外損壞時進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。因此數(shù)據(jù)備份技術(shù)既是一種數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)也是一種數(shù)據(jù)恢復(fù)的技術(shù)。（5）內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式，通過該技術(shù)可以對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行必要的改造，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速度以及穩(wěn)定性，技術(shù)的核心是對網(wǎng)點分布和用戶訪問時間差異進行合理的調(diào)配，實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)利用效率。（6）存儲加密技術(shù)。存儲加密技術(shù)是對數(shù)據(jù)進行加密，進一步提高數(shù)據(jù)的安全性，也更好的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的分級，通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密讓只有獲得授權(quán)的用戶才可以訪問相應(yīng)的加密卷以及相關(guān)的文件目錄。

3 云存儲數(shù)據(jù)安全狀況分析

伴隨云存儲技術(shù)的不斷流行，云存儲產(chǎn)品數(shù)量不斷增多，市場競爭力不斷增加，許多云存儲的服務(wù)商為了提高產(chǎn)品的市場占有能力，紛紛不斷降低價格，提高服務(wù)寬度、服務(wù)容量，占用了大量的經(jīng)營和研發(fā)成本，導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全方面的投入較少，系統(tǒng)安全性普遍不足。對于多數(shù)用戶而言，數(shù)據(jù)安全性需求要大于其他服務(wù)需求。

目前我國多數(shù)云存儲平臺，加強了安全系統(tǒng)的構(gòu)建，并取得了一定的成果，云數(shù)據(jù)系統(tǒng)的整體安全性得到了有效的提高，但在數(shù)據(jù)保密方面，仍存在許多弊端。如亞馬遜公司的云服務(wù)平臺，存儲服務(wù)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)沒有提供分級的數(shù)據(jù)加密技術(shù)導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在泄漏的風(fēng)險。華為網(wǎng)盤提供了面向文件的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，并有著強大的數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)共享功能，但是不支持?jǐn)?shù)據(jù)的加密。

4 云存儲數(shù)據(jù)安全策略

4.1 多副本策略

多副本是為了減少數(shù)據(jù)系統(tǒng)因自身原因?qū)е掳l(fā)生數(shù)據(jù)丟失時降低數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險，該技術(shù)通過物理資源對數(shù)據(jù)進行備份，并依托最新的云技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的多副本管理，在系統(tǒng)的實際運行過程中，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)損壞，系統(tǒng)內(nèi)部多個存儲副本會進行相互的數(shù)據(jù)恢復(fù)，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。

4.2 密鑰策略

為了避免敏感數(shù)據(jù)被惡意用戶輕易拿到，除了對數(shù)據(jù)的存取和訪問做到嚴(yán)格的限制以外，還需要對其進行加密，加密提供了資源保護功能，同時密鑰管理則提供了對受保護資源的訪問控制，所以加密及密鑰管理是保護數(shù)據(jù)的核心機制。