基于多云架構(gòu)的數(shù)字檔案室彈性擴(kuò)展與數(shù)據(jù)安全研究

多云架構(gòu)是一種通過(guò)整合多個(gè)云服務(wù)提供商（如AWS、Azure、GoogleCloud等）的IaaS、PaaS或SaaS服務(wù)，構(gòu)建靈活、高可用的IT基礎(chǔ)設(shè)施策略。在我國(guó)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確提出“加快云操作系統(tǒng)迭代升級(jí)，推動(dòng)超大規(guī)模分布式存儲(chǔ)、彈性計(jì)算、數(shù)據(jù)虛擬隔離等技術(shù)創(chuàng)新，提高云安全水平。以混合云為重點(diǎn)培育行業(yè)解決方案、系統(tǒng)集成、運(yùn)維管理等云服務(wù)產(chǎn)業(yè)。”面對(duì)檔案管理數(shù)字化、智能化的迫切需求，數(shù)字檔案室作為信息資源管理的重要組成部分，在檔案存儲(chǔ)、管理和利用中的作用愈加凸顯1。在此背景下，應(yīng)用多云架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活部署、負(fù)載均衡及多層次安全防護(hù)，成為提升數(shù)字檔案室技術(shù)能力和服務(wù)質(zhì)量的重要方向。

1多云在數(shù)字檔案室信息安全管理中的主要應(yīng)用場(chǎng)景

1.1實(shí)現(xiàn)本地負(fù)載彈性擴(kuò)展

本地負(fù)載彈性擴(kuò)展指在數(shù)字檔案室內(nèi)部署靈活可伸縮的計(jì)算與存儲(chǔ)資源，以在高并發(fā)請(qǐng)求或數(shù)據(jù)處理激增時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)容量，避免因瞬時(shí)峰值導(dǎo)致資源浪費(fèi)或宕機(jī)。數(shù)字檔案室要進(jìn)行海量檔案數(shù)據(jù)的采集、分類和調(diào)用，其需求復(fù)雜多變且常帶有時(shí)段性特點(diǎn)，若僅依賴單一云環(huán)境，不僅難以及時(shí)滿足瞬時(shí)高負(fù)載需求，還易在資源閑置周期出現(xiàn)利用效率偏低的問(wèn)題。傳統(tǒng)架構(gòu)往往將計(jì)算與存儲(chǔ)分配固定化，不僅擴(kuò)展周期漫長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜，還在面對(duì)流量突增時(shí)容易造成響應(yīng)延遲甚至系統(tǒng)崩潰，難以滿足檔案管理對(duì)穩(wěn)定性和響應(yīng)速度的高標(biāo)準(zhǔn)[2]。應(yīng)用多元架構(gòu)則能夠整合多家云服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)跨云資源調(diào)用與調(diào)度，能夠更有效地均衡負(fù)載并動(dòng)態(tài)分配資源，保證數(shù)字檔案室在多樣化業(yè)務(wù)場(chǎng)景下能保持較高的運(yùn)行效率和服務(wù)可用性。

1.2構(gòu)建主備容災(zāi)備份體系

主備容災(zāi)備份體系是指通過(guò)多云平臺(tái)間的互為備份和跨區(qū)域冗余，減少因網(wǎng)絡(luò)故障、硬件損壞或自然災(zāi)害等不可控因素造成的數(shù)據(jù)丟失，保障數(shù)字檔案室的業(yè)務(wù)連續(xù)性與歷史記錄的完整性。檔案管理是一項(xiàng)持續(xù)性較強(qiáng)、時(shí)間跨度大的工作，數(shù)字檔案室也面臨著時(shí)間跨度長(zhǎng)、數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜和安全等級(jí)高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)單一云環(huán)境下的容災(zāi)備份通常依賴本地或同一區(qū)域的云存儲(chǔ)，一旦發(fā)生區(qū)域性宕機(jī)或網(wǎng)絡(luò)中斷，恢復(fù)過(guò)程可能耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，甚至無(wú)法及時(shí)提供準(zhǔn)確的歷史檔案數(shù)據(jù)。多云架構(gòu)為數(shù)字檔案室提供更高層次的容災(zāi)優(yōu)勢(shì)：其一，多云環(huán)境下可在不同云服務(wù)商的不同區(qū)域或不同可用區(qū)部署副本，實(shí)現(xiàn)更大范圍的地理冗余，避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致數(shù)字檔案室業(yè)務(wù)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)；其二，跨云數(shù)據(jù)復(fù)制與自動(dòng)同步機(jī)制能夠在發(fā)生主庫(kù)故障時(shí)迅速切換至備庫(kù)，顯著縮短系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間并降低不可逆數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)多云環(huán)境下的實(shí)時(shí)監(jiān)控與災(zāi)備演練，數(shù)字檔案室能夠檢測(cè)跨云之間的同步延遲與數(shù)據(jù)校驗(yàn)情況，確保在災(zāi)難發(fā)生時(shí)能夠快速定位并激活可用的備份節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，得益于多云的靈活性，數(shù)字檔案室可根據(jù)業(yè)務(wù)需求和預(yù)算狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整備份策略，包括副本數(shù)量、存儲(chǔ)位置與同步頻率，實(shí)現(xiàn)備份資源的彈性使用和精細(xì)化調(diào)度。

1.3提高分級(jí)分層管理水平

分級(jí)分層管理水平是在多云環(huán)境中依據(jù)檔案內(nèi)容敏感度、訪問(wèn)頻率與保密等級(jí)的差異，合理劃分管理區(qū)域與權(quán)限，確保數(shù)字檔案室的安全可控和資源利用最大化。在傳統(tǒng)單一云環(huán)境下，檔案數(shù)據(jù)常被集中放置于同一云數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)池，雖然有助于集中化維護(hù)與訪問(wèn)，但由于檔案類型繁多且差異明顯，往往出現(xiàn)高敏感數(shù)據(jù)與低敏感數(shù)據(jù)同處一庫(kù)的狀況，一旦發(fā)生安全事故容易造成大范圍影響，并且缺少?gòu)椥哉{(diào)配機(jī)制，使其難以根據(jù)數(shù)據(jù)使用價(jià)值動(dòng)態(tài)調(diào)整存儲(chǔ)分層。多云架構(gòu)在不同云平臺(tái)建立多層次存儲(chǔ)與訪問(wèn)控制策略，使數(shù)字檔案室能夠針對(duì)不同等級(jí)的檔案進(jìn)行分區(qū)化管理，敏感或核心檔案可置于安全等級(jí)更高、訪問(wèn)審計(jì)更嚴(yán)格的專有云或加密隔離環(huán)境，而低敏感數(shù)據(jù)則可存放于公共云或成本更低的云區(qū)域，從而在保障安全性的前提下提升資源利用效率。多云環(huán)境還能夠?qū)崿F(xiàn)不同云間對(duì)訪問(wèn)權(quán)限與密鑰策略進(jìn)行統(tǒng)一編排和動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)跨云訪問(wèn)的可控度與可追溯性，最大程度上降低因人為操作失誤或管理疏忽引發(fā)的信息被泄露風(fēng)險(xiǎn)。

2多云架構(gòu)在數(shù)字檔案室中的安全風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1多元遷移過(guò)程中的數(shù)據(jù)泄露

在多云架構(gòu)下，數(shù)字檔案室需要在多個(gè)云平臺(tái)之間進(jìn)行頻繁地?cái)?shù)據(jù)遷移，如檔案數(shù)據(jù)的備份、同步、跨區(qū)域存儲(chǔ)及業(yè)務(wù)需求變更時(shí)的云間切換。由于在遷移過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜性及多平臺(tái)間協(xié)議的差異性，顯著增加數(shù)據(jù)被泄露的風(fēng)險(xiǎn)。首先，多云環(huán)境中的傳輸鏈路長(zhǎng)且涉及節(jié)點(diǎn)多，一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)的安全防護(hù)不足，就可能成為攻擊者的突破口。黑客可以通過(guò)中間人攻擊、鏈路劫持或流量監(jiān)聽(tīng)等方式竊取傳輸中的檔案數(shù)據(jù)，尤其是對(duì)于未加密或加密強(qiáng)度不足的數(shù)據(jù)傳輸，威脅更為嚴(yán)重。其次，多云架構(gòu)中不同云平臺(tái)可能采用不同的數(shù)據(jù)格式及通信協(xié)議，當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)平臺(tái)遷移到另一個(gè)平臺(tái)時(shí)，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換和處理過(guò)程，如果缺乏完善的安全審計(jì)與管理，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換中被篡改、泄露甚至丟失。

2.2跨云配置與集成的安全隱患

多云架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)在于其跨云的彈性擴(kuò)展與資源優(yōu)化能力，但在實(shí)際應(yīng)用中，跨云集成的復(fù)雜性也引發(fā)了諸多安全隱患。數(shù)字檔案室在多云環(huán)境下需要將多個(gè)云服務(wù)商的資源整合到一個(gè)統(tǒng)一的管理體系中。然而，由于各云服務(wù)商提供的接口標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，跨云配置過(guò)程中往往存在較多安全漏洞。某些云平臺(tái)的權(quán)限控制和認(rèn)證機(jī)制較為寬松，可能無(wú)法滿足數(shù)字檔案室的高安全要求，進(jìn)而使整體系統(tǒng)暴露于潛在風(fēng)險(xiǎn)之中。與此同時(shí)，跨云環(huán)境中往往涉及大量的第三方API調(diào)用和插件集成，而這些外部組件的安全性難以完全保障。攻擊者可能利用這些組件中的漏洞進(jìn)行攻擊。例如，通過(guò)惡意API請(qǐng)求獲取檔案數(shù)據(jù)或篡改配置文件。此外，跨云環(huán)境還涉及大量的復(fù)雜配置文件，當(dāng)配置不當(dāng)時(shí)，如權(quán)限過(guò)寬或加密算法選擇不合理，將大幅增加系統(tǒng)的脆弱性

2.3云服務(wù)供應(yīng)鏈安全的不透明

多云架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)依賴于多家云服務(wù)商提供的底層服務(wù)和技術(shù)支持，如果供應(yīng)鏈不透明，則會(huì)給數(shù)字檔案室的安全管理帶來(lái)重大挑戰(zhàn)。首先，多云供應(yīng)鏈中的第三方服務(wù)商數(shù)量眾多，如基礎(chǔ)設(shè)施提供商、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商以及軟件服務(wù)商等。作為需求方，檔案管理部門通常只在招標(biāo)和驗(yàn)收時(shí)對(duì)安全狀況提出高要求，在實(shí)際管理過(guò)程中卻難以全面掌控供應(yīng)鏈中的安全狀況，這也就導(dǎo)致數(shù)字檔案室難以及時(shí)獲悉潛在的安全威脅或事故。如某些服務(wù)商在遭遇網(wǎng)絡(luò)攻擊或設(shè)備故障時(shí)可能選擇隱瞞事件，避免影響客戶信任，這就會(huì)直接影響數(shù)字檔案室的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急響應(yīng)能力。根據(jù)相關(guān)部門通報(bào)的案例，承擔(dān)某部檔案數(shù)字化工作的甲公司工作人員何某，因擔(dān)心以前由乙公司掃描整理的有關(guān)掃描件在新程序下讀取遇到問(wèn)題導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞，便私自將全部原始數(shù)據(jù)備份保存在了檔案服務(wù)器的D盤上，準(zhǔn)備運(yùn)行正常后刪除，導(dǎo)致泄密[5]。

3多云架構(gòu)下數(shù)字檔案室的彈性擴(kuò)展與數(shù)據(jù)安全策略

3.1構(gòu)建適配多云環(huán)境的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡機(jī)制

當(dāng)前業(yè)界針對(duì)多云環(huán)境的負(fù)載均衡普遍采用“統(tǒng)一調(diào)度與本地自適應(yīng)”相結(jié)合的思路，即由中心化調(diào)度系統(tǒng)定期收集各云平臺(tái)的資源使用狀況，根據(jù)負(fù)載壓力分配流量與計(jì)算任務(wù)，并輔以本地自適應(yīng)機(jī)制在云節(jié)點(diǎn)內(nèi)部自動(dòng)伸縮。但此種模式多集中于較為單一的集群調(diào)度，往往缺乏對(duì)跨云間鏈路、網(wǎng)絡(luò)延遲及數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的綜合研判，也在動(dòng)態(tài)調(diào)整的時(shí)效性和精準(zhǔn)性上面臨諸多挑戰(zhàn)。為更好地應(yīng)對(duì)數(shù)字檔案室在不同時(shí)段、不同類型業(yè)務(wù)需求下的極端負(fù)載沖擊，應(yīng)當(dāng)從“全局統(tǒng)籌資源”和“節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)伸縮”兩個(gè)方面入手，構(gòu)建更為精細(xì)和可靠的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡方案。首先，在全局層面，應(yīng)設(shè)計(jì)跨云調(diào)度引擎，實(shí)時(shí)采集多云節(jié)點(diǎn)的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬和磁盤I/O等關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合檔案業(yè)務(wù)訪問(wèn)模式與預(yù)估流量峰值，動(dòng)態(tài)計(jì)算最優(yōu)的流量分配路徑；其次，在節(jié)點(diǎn)層面，應(yīng)建立基于容器化與自動(dòng)編排的計(jì)算與存儲(chǔ)資源池。通過(guò)容器編排平臺(tái)和微服務(wù)化設(shè)計(jì)，將數(shù)字檔案室的業(yè)務(wù)功能模塊拆分為若干可獨(dú)立伸縮的服務(wù)單元，并針對(duì)不同服務(wù)單元設(shè)定彈性擴(kuò)縮閾值和監(jiān)控規(guī)則。當(dāng)單個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)資源使用率過(guò)高、響應(yīng)時(shí)間激增等告警時(shí)，即刻觸發(fā)自動(dòng)化伸縮策略，在其他云節(jié)點(diǎn)或備用數(shù)據(jù)中心迅速部署并啟動(dòng)相應(yīng)容器實(shí)例；反之，當(dāng)負(fù)載回落時(shí)則在確保業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下回收多余資源，實(shí)現(xiàn)“按需投放、按需回收”的精細(xì)化管理。

3.2完善跨云數(shù)據(jù)加密與虛擬隔離技術(shù)方案

應(yīng)對(duì)跨云數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)的通行做法，多集中在“端到端加密”與“隔離化存儲(chǔ)”兩個(gè)方面：一是通過(guò)傳輸層加密、應(yīng)用層加密或全局密鑰管理來(lái)實(shí)現(xiàn)多云間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；二是將云間數(shù)據(jù)分區(qū)存儲(chǔ)或邏輯隔離。然而，數(shù)字檔案室所面臨的安全要求更為苛刻，不僅需要防范外部攻擊者在跨云傳輸鏈路中截獲敏感檔案信息，更需應(yīng)對(duì)內(nèi)部人員越權(quán)訪問(wèn)與多云接口配置不當(dāng)所帶來(lái)的潛在威脅。因此，應(yīng)從“多層級(jí)加密強(qiáng)化”與“虛擬隔離落地”兩個(gè)維度進(jìn)一步完善跨云數(shù)據(jù)保護(hù)方案。首先，在多層級(jí)加密強(qiáng)化方面，需要在數(shù)據(jù)傳輸前、中、后三個(gè)階段分別施加獨(dú)立的加密與驗(yàn)簽策略。傳輸前，應(yīng)對(duì)檔案文件進(jìn)行嚴(yán)格的本地加密與完整性簽名，結(jié)合基于硬件安全模塊或國(guó)家密碼管理部門認(rèn)可的加密算法體系來(lái)確保密鑰生成和管理的安全性。傳輸中，應(yīng)統(tǒng)一采用高強(qiáng)度加密隧道技術(shù)并結(jié)合雙向認(rèn)證機(jī)制，以防止中間人攻擊或流量劫持。傳輸后，應(yīng)對(duì)各云平臺(tái)的存儲(chǔ)載體再次加密，尤其在公有云上可通過(guò)客戶自管密鑰的方式控制加密過(guò)程，并借助第三方審計(jì)工具對(duì)密鑰與加密算法定期審查和更新。其次，在虛擬隔離落地方面，應(yīng)結(jié)合多云的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c訪問(wèn)策略，構(gòu)建跨云的零信任網(wǎng)絡(luò)或邏輯隔離域。數(shù)字檔案室可依據(jù)檔案數(shù)據(jù)的敏感等級(jí)、訪問(wèn)頻度與安全級(jí)別，將其劃分到不同安全域中并在各安全域間設(shè)置嚴(yán)格的防火墻或軟件定義網(wǎng)絡(luò)策略，僅允許經(jīng)過(guò)身份鑒別與合法授權(quán)的訪問(wèn)路徑通過(guò)。同時(shí)，還應(yīng)在各云節(jié)點(diǎn)部署統(tǒng)一的訪問(wèn)代理與日志審計(jì)模塊，當(dāng)用戶或應(yīng)用需要跨域調(diào)閱某類檔案時(shí)，必須先經(jīng)過(guò)訪問(wèn)代理進(jìn)行二次身份驗(yàn)證與行為記錄，以確保不存在越權(quán)操作或惡意泄露風(fēng)險(xiǎn)。

3.3提升跨云環(huán)境統(tǒng)一安全監(jiān)控與治理能力

很多檔案管理部門在進(jìn)行數(shù)字檔案室外包工作時(shí)都會(huì)采取“分平臺(tái)監(jiān)控與事后合并分析”的模式，即各云服務(wù)商各自承擔(dān)自身節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控告警，數(shù)字檔案室則通過(guò)聚合日志或異步查詢來(lái)獲取多云的安全態(tài)勢(shì)。首先，在監(jiān)控層面，應(yīng)建立跨云統(tǒng)一的安全信息與事件管理或安全運(yùn)營(yíng)中心，集中采集各云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)流量、系統(tǒng)日志、訪問(wèn)控制日志和行為審計(jì)記錄，并通過(guò)大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)檢測(cè)和威脅情報(bào)比對(duì)。數(shù)字檔案室管理部門可根據(jù)檔案分類、訪問(wèn)頻度和敏感等級(jí)，設(shè)置差異化的監(jiān)控指標(biāo)與告警閾值，實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)化的威脅發(fā)現(xiàn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。一旦監(jiān)控系統(tǒng)捕捉到可疑的訪問(wèn)請(qǐng)求、賬號(hào)異?；蚩缭茢?shù)據(jù)傳輸中的異常流量，應(yīng)立即觸發(fā)自動(dòng)化處置流程，包括封禁可疑連接、要求用戶重新驗(yàn)證身份以及聯(lián)動(dòng)執(zhí)行隔離策略等。其次，在治理層面，應(yīng)健全全過(guò)程的安全策略制定與執(zhí)行閉環(huán)，包括定期更新跨云安全策略、開(kāi)展多云數(shù)據(jù)安全演練和滲透測(cè)試以及制定明確的安全責(zé)任分工和應(yīng)急預(yù)案?？蓪n案管理的業(yè)務(wù)需求與安全合規(guī)要求深度融合到安全策略中，確保在云資源調(diào)用、檔案數(shù)據(jù)訪問(wèn)或跨云備份時(shí)都嚴(yán)格執(zhí)行安全審批與訪問(wèn)控制。

綜上所述，多云架構(gòu)在數(shù)字檔案室中可以兼顧彈性擴(kuò)展與安全保障，通過(guò)本地負(fù)載均衡、跨云容災(zāi)備份和分級(jí)分層管理等模式，對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)和運(yùn)維瓶頸形成有效突破。在具體實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)持續(xù)關(guān)注跨云接口規(guī)范與供應(yīng)鏈安全，并強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的加密隔離和統(tǒng)一審計(jì)，實(shí)現(xiàn)從規(guī)劃部署到運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全流程管控。未來(lái)可將人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)納人多云場(chǎng)景下的數(shù)字檔案室建設(shè)，為深化檔案信息化進(jìn)程提供更多可能，并進(jìn)一步拓展數(shù)字化服務(wù)范圍。

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作者簡(jiǎn)介：趙文彬（1981—），大學(xué)學(xué)歷，山東高速臨沂發(fā)展有限公司綜合管理員，經(jīng)濟(jì)師、館員，研究方向：數(shù)字技術(shù)在檔案室建設(shè)中的應(yīng)用。魏光廷（1981—），大學(xué)學(xué)歷，臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心高級(jí)工程師，從事公路規(guī)劃、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)和建設(shè)管理等工作。