云計算數(shù)據(jù)的處理和存儲都在云平臺上進行，計算資源的擁有者與使用者相分離已成為云計算模式的固有特點，由此而產(chǎn)生的用戶對自己數(shù)據(jù)的安全存儲和隱私性的擔憂是不可避免的。
具體來說，用戶數(shù)據(jù)甚至包括涉及隱私的內(nèi)容在遠程計算、存儲、通信過程中都有被故意或非故意泄露的可能，亦存在由斷電或宕機等故障引發(fā)的數(shù)據(jù)丟失問題，甚至對于不可靠的云基礎設施和服務提供商，還可能通過對用戶行為的分析推測，獲知用戶的隱私信息。這些問題將直接引發(fā)用戶與云提供者間的矛盾和摩擦，降低用戶對云計算環(huán)境的信任度，并影響云計算應用的進一步推廣。
信息安全的主要目標之一是保護用戶數(shù)據(jù)和信息安全。當向云計算過渡時，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全方法將遭到云模式架構(gòu)的挑戰(zhàn)。彈性、多租戶、新的物理和邏輯架構(gòu)，以及抽象的控制需要新的數(shù)據(jù)安全策略。
1.1 數(shù)據(jù)安全管理與挑戰(zhàn)
在云計算數(shù)據(jù)生命周期安全的關(guān)鍵挑戰(zhàn)如下。
(1)數(shù)據(jù)安全：保密性、完整性、可用性、真實性、授權(quán)、認證和不可抵賴性。
(2)數(shù)據(jù)存放位置：必須保證所有的數(shù)據(jù)包括所有副本和備份，存儲在合同、服務水平協(xié)議和法規(guī)允許的地理位置。例如，使用由歐盟的“法規(guī)遵從存儲條例”管理的電子健康記錄，可能對數(shù)據(jù)擁有者和云服務提供商都是一種挑戰(zhàn)。
(3)數(shù)據(jù)刪除或持久性：數(shù)據(jù)必須徹底有效地去除才被視為銷毀。因此，必須具備一種可用的技術(shù)，能保證全面和有效地定位云計算數(shù)據(jù)、擦除/銷毀數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)已被完全消除或使其無法恢復。
(4)不同客戶數(shù)據(jù)的混合：數(shù)據(jù)尤其是保密/敏感數(shù)據(jù)，不能在使用、儲存或傳輸過程中，在沒有任何補償控制的情況下與其他客戶數(shù)據(jù)混合。數(shù)據(jù)的混合將在數(shù)據(jù)安全和地緣位置等方面增加安全挑戰(zhàn)。
(5)數(shù)據(jù)備份和恢復重建(Recovery and Restoration)計劃：必須保證數(shù)據(jù)可用，云數(shù)據(jù)備份和云恢復計劃必須到位和有效，以防止數(shù)據(jù)丟失、意外的數(shù)據(jù)覆蓋和破壞。不要隨便假定云模式的數(shù)據(jù)肯定有備份并可恢復。
(6)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)(discovery)：由于法律系統(tǒng)持續(xù)關(guān)注電子證據(jù)發(fā)現(xiàn)，云服務提供商和數(shù)據(jù)擁有者將需要把重點放在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)并確保法律和監(jiān)管部門要求的所有數(shù)據(jù)可被找回。這些問題在云環(huán)境中是極難回答的，將需要管理、技術(shù)和必要的法律控制互相配合。
(7)數(shù)據(jù)聚合和推理：數(shù)據(jù)在云端時，會有新增的數(shù)據(jù)匯總和推理方面的擔心，可能會導致違反敏感和機密資料的保密性。因此，在實際操作中，要保證數(shù)據(jù)擁有者和數(shù)據(jù)的利益相關(guān)者的利益，在數(shù)據(jù)混合和匯總的時候，避免數(shù)據(jù)遭到任何哪怕是輕微的泄露(例如，帶有姓名和醫(yī)療信息的醫(yī)療數(shù)據(jù)與其他匿名數(shù)據(jù)混合，兩邊存在交叉對照字段)。
結(jié)合信息生命周期管理的每個階段，安全控制要求與云服務模式相關(guān)(SaaS、PaaS或IaaS)，此外，根據(jù)數(shù)據(jù)的保密級別，對不同級別的信息定義分等級的控制要求。
1.2 數(shù)據(jù)與信息安全防護
云計算用戶的數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲等均與云計算系統(tǒng)有關(guān)，在多租戶、瘦終端接入等典型應用環(huán)境下，用戶數(shù)據(jù)面臨的安全威脅更為突出。針對云計算環(huán)境下的信息安全防護要求，需要通過采用數(shù)據(jù)隔離、訪問控制、加密傳輸、安全存儲、剩余信息保護等技術(shù)手段，為云計算用戶提供端對端的信息安全與隱私保護，從而保障用戶信息的可用性、保密性和完整性。
信息安全的主要目標之一是保護用戶數(shù)據(jù)和信息安全。當向云計算過渡時，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全方法將遭到云模式架構(gòu)的挑戰(zhàn)。彈性、多租戶、新的物理和邏輯架構(gòu)，以及抽象的控制需要新的數(shù)據(jù)安全策略。
數(shù)據(jù)與信息安全的具體防護可分為以下幾個方面。
1.數(shù)據(jù)安全隔離
為實現(xiàn)不同用戶間數(shù)據(jù)信息的隔離，可根據(jù)應用具體需求，采用物理隔離、虛擬化和Multi-tenancy等方案實現(xiàn)不同租戶之間數(shù)據(jù)和配置信息的安全隔離，以保護每個租戶數(shù)據(jù)的安全與隱私。
2.數(shù)據(jù)訪問控制
在數(shù)據(jù)的訪問控制方面，可通過采用基于身份認證的權(quán)限控制方式，進行實時的身份監(jiān)控、權(quán)限認證和證書檢查，防止用戶間的非法越權(quán)訪問。如可采用默認“deny all”的訪問控制策略，僅在有數(shù)據(jù)訪問需求時才顯性打開對應的端口或開啟相關(guān)訪問策略。在虛擬應用環(huán)境下，可設置虛擬環(huán)境下的邏輯邊界安全訪問控制策略，如通過加載虛擬防火墻等方式實現(xiàn)虛擬機間、虛擬機組內(nèi)部精細化的數(shù)據(jù)訪問控制策略。
3.數(shù)據(jù)加密存儲
對數(shù)據(jù)進行加密是實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護的一個重要方法，即使該數(shù)據(jù)被人非法竊取，對他們來說也只是一堆亂碼，而無法知道具體的信息內(nèi)容。在加密算法選擇方面，應選擇加密性能較高的對稱加密算法，如AES、3DES等國際通用算法，或我國國有商密算法SCB2等。在加密密鑰管理方面，應采用集中化的用戶密鑰管理與分發(fā)機制，實現(xiàn)對用戶信息存儲的高效安全管理與維護。對云存儲類服務，云計算系統(tǒng)應支持提供加密服務，對數(shù)據(jù)進行加密存儲，防止數(shù)據(jù)被他人非法窺探;對于虛擬機等服務，則建議用戶對重要的用戶數(shù)據(jù)在上傳、存儲前自行進行加密。
4.數(shù)據(jù)加密傳輸
在云計算應用環(huán)境下，數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸不可避免，因此保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩砸埠苤匾�。�?shù)據(jù)傳輸加密可以選擇在鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層等層面實現(xiàn)，采用網(wǎng)絡傳輸加密技術(shù)保證網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)信息的機密性、完整性、可用性。對于管理信息加密傳輸，可采用SSH、SSL等方式為云計算系統(tǒng)內(nèi)部的維護管理提供數(shù)據(jù)加密通道，保障維護管理信息安全。對于用戶數(shù)據(jù)加密傳輸，可采用IPSec VPN、SSL等VPN技術(shù)提高用戶數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸安全性。
5.數(shù)據(jù)備份與恢復
不論數(shù)據(jù)存放在何處，用戶都應該慎重考慮數(shù)據(jù)丟失風險，為應對突發(fā)的云計算平臺的系統(tǒng)性故障或災難事件，對數(shù)據(jù)進行備份及進行快速恢復十分重要。如在虛擬化環(huán)境下，應能支持基于磁盤的備份與恢復，實現(xiàn)快速的虛擬機恢復，應支持文件級完整與增量備份，保存增量更改以提高備份效率。
6.剩余信息保護
由于用戶數(shù)據(jù)在云計算平臺中是共享存儲的，今天分配給某一用戶的存儲空間，明天可能分配給另外一個用戶，因此需要做好剩余信息的保護措施。所以要求云計算系統(tǒng)在將存儲資源重分配給新的用戶之前，必須進行完整的數(shù)據(jù)擦除，在對存儲的用戶文件/對象刪除后，對對應的存儲區(qū)進行完整的數(shù)據(jù)擦除或標識為只寫(只能被新的數(shù)據(jù)覆寫)，防止被非法惡意恢復。
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