云計算系統(tǒng)中的安全問題

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云計算系統(tǒng)中的安全問題1 主要內(nèi)容2云計算面臨的安全挑戰(zhàn)云計算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)云計算安全實驗平臺進(jìn)一步的研究工作建議云計算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架2 云計算的特征-1/2單租戶到多租戶數(shù)據(jù)和服務(wù)外包3 云計算的特征-2/2計算和服務(wù)虛擬化大規(guī)模數(shù)據(jù)并行處理云計算資源池存儲能力監(jiān)控管理計算能力4 5 云計算面臨的安全挑戰(zhàn)-1/4云計算特有的數(shù)據(jù)和服務(wù)外包、虛擬化、多租戶和跨域共享等特點,帶來了前所未有的安全挑戰(zhàn)。云計算受到產(chǎn)業(yè)界的極大推崇并推出了一系列基于云計算平臺的服務(wù)。但在已經(jīng)實現(xiàn)的云計算服務(wù)中，安全問題一直令人擔(dān)憂。安全和隱私問題已經(jīng)成為阻礙云計算普及和推廣主要因素之一。2011年1月21日，來自研究公司ITGI的消息稱，考慮到自身數(shù)據(jù)的安全性，很多公司正在控制云計算方面的投資。在參與調(diào)查的21家公司的834名首席執(zhí)行官中，有半數(shù)的官員稱，出于安全方面的考慮，他們正在延緩云的部署，并且有三分之一的用戶正在等待。由于云計算環(huán)境下的數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的依賴，隱私問題尤其是服務(wù)器端隱私的問題比網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下更加突出?？蛻魧υ朴嬎愕陌踩院碗[私保密性存在質(zhì)疑，企業(yè)數(shù)據(jù)無法安全方便的轉(zhuǎn)移到云計算環(huán)境等一系列問題，導(dǎo)致云計算的普及難以實現(xiàn)。6 云計算面臨的安全挑戰(zhàn)-2/4云計算的特點安全威脅數(shù)據(jù)和服務(wù)外包（1）隱私泄露（2）代碼被盜多租戶和跨域共享（1）信任關(guān)系的建立、管理和維護(hù)更加困難;（2）服務(wù)授權(quán)和訪問控制變得更加復(fù)雜；（3）反動、黃色、釣魚欺詐等不良信息的云緩沖（4）惡意SaaS應(yīng)用虛擬化（1）用戶通過租用大量的虛擬服務(wù)使得協(xié)同攻擊變得更加容易，隱蔽性更強；（2）資源虛擬化支持不同租戶的虛擬資源部署在相同的物理資源上，方便了惡意用戶借助共享資源實施側(cè)通道攻擊。7 云計算面臨的安全挑戰(zhàn)-3/4實際上，對于云計算的安全保護(hù)，通過單一的手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要有一個完備的體系，涉及多個層面，需要從法律、技術(shù)、監(jiān)管三個層面進(jìn)行。傳統(tǒng)安全技術(shù)，如加密機制、安全認(rèn)證機制、訪問控制策略通過集成創(chuàng)新，可以為隱私安全提供一定支撐，但不能完全解決云計算的隱私安全問題。需要進(jìn)一步研究多層次的隱私安全體系（模型）、全同態(tài)加密算法、動態(tài)服務(wù)授權(quán)協(xié)議、虛擬機隔離與病毒防護(hù)策略等，為云計算隱私保護(hù)提供全方位的技術(shù)支持。8 云計算面臨的安全挑戰(zhàn)-4/4由此可見，云計算環(huán)境的隱私安全、內(nèi)容安全是云計算研究的關(guān)鍵問題之一，它為個人和企業(yè)放心地使用云計算服務(wù)提供了保證，從而可促進(jìn)云計算持續(xù)、深入的發(fā)展。Trust&Security9 主要內(nèi)容10云計算面臨的安全挑戰(zhàn)云計算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)云計算安全實驗平臺進(jìn)一步的研究工作建議云計算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架10 云計算安全的技術(shù)手段安全性要求對其他用戶對服務(wù)提供商數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限控制存儲隔離存儲加密、文件加密數(shù)據(jù)運行時的私密性虛擬機隔離、操作系統(tǒng)隔離操作系統(tǒng)隔離數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃矫苄詡鬏攲蛹用芫W(wǎng)絡(luò)加密數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)檢驗數(shù)據(jù)持久可用性數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)鏡像、分布式存儲數(shù)據(jù)訪問速度高速網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)緩存、CDN11 云計算安全的技術(shù)手段目前的技術(shù)可以避免來自其他用戶的安全威脅，但是對于服務(wù)提供商，想要從技術(shù)上完全杜絕安全威脅還是比較困難的，在這方面需要非技術(shù)手段作為補充。一些傳統(tǒng)的非技術(shù)手段可以被用來約束服務(wù)提供商，以改善服務(wù)質(zhì)量，確保服務(wù)的安全性。12 云計算的安全體系-1/1圖1A云計算系統(tǒng)的體系框架圖1B云計算安全架構(gòu)13 云計算安全技術(shù)-動態(tài)服務(wù)授權(quán)與控制-1/214 云計算安全技術(shù)-動態(tài)服務(wù)授權(quán)與控制-2/215 云計算安全技術(shù)-數(shù)據(jù)隱私保護(hù)-1/416 云計算安全技術(shù)-數(shù)據(jù)隱私保護(hù)-2/4(1)加密字符串的精確檢索基于離散對數(shù)的密文檢索技術(shù)基于BilinearMap的密文檢索技術(shù)(2)加密字符串的模糊檢索基于BloomFilter的密文檢索技術(shù)基于矩陣和向量變換的密文檢索技術(shù)(3)加密數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)運算基于矩陣和向量變換的密文計算技術(shù)含加/減/乘/除運算(4)加密數(shù)值數(shù)據(jù)的排序運算17 云計算安全技術(shù)-數(shù)據(jù)隱私保護(hù)-3/418 19 云計算安全技術(shù)-數(shù)據(jù)隱私保護(hù)-4/420 云計算安全技術(shù)-虛擬機安全-1/3(1)多虛擬機環(huán)境下基于Cache的側(cè)通道攻擊的實現(xiàn)(2)基于行為監(jiān)控的側(cè)通道攻擊識別方法(3)基于VMM的共享物理資源隔離算法的研究(4)側(cè)通道信息模糊化算法的研究與實現(xiàn)21 云計算安全技術(shù)-虛擬機安全-2/3通過在物理機、虛擬機和虛擬機管理程序三個方面增加功能模塊來加強虛擬機的安全，包括云存儲數(shù)據(jù)隔離加固技術(shù)和虛擬機隔離加固技術(shù)等。22 云計算安全技術(shù)-虛擬機安全-3/323 設(shè)計適合虛擬環(huán)境的軟件防火墻選擇NAT技術(shù)作為虛擬機的接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)。每個虛擬機在宿主機上都有其對應(yīng)的一個虛擬網(wǎng)卡，所有的虛擬機網(wǎng)卡通過NAT技術(shù)連接在一起，選擇宿主機的虛擬網(wǎng)卡與虛擬機的網(wǎng)卡(eth0)連接的主干道路作為關(guān)鍵路徑，并在該路徑上布置防火墻在虛擬機上部署一個精靈程序，用于監(jiān)控虛擬機的文件系統(tǒng),攔截惡意數(shù)據(jù)與程序24 云計算安全技術(shù)-法律法規(guī)-1/1云計算應(yīng)用模式下的互聯(lián)網(wǎng)安全的法律與法規(guī)問題。云計算平臺的安全風(fēng)險評估與監(jiān)管問題。25 云計算安全的非技術(shù)手段第三方認(rèn)證第三方認(rèn)證是提升信任關(guān)系的一種有效手段，即采用一個中立機構(gòu)對信任雙方進(jìn)行約束。企業(yè)信譽企業(yè)信譽對于任何一個競爭領(lǐng)域的企業(yè)來講都是至關(guān)重要的。一般來講，越大的企業(yè)對于自身信譽越看重，不會因為利益去竊取客戶的數(shù)據(jù)。合同約束目前已經(jīng)有很多云計算服務(wù)提供商退出了自己的云計算服務(wù)的服務(wù)水平協(xié)議，這些協(xié)議從服務(wù)質(zhì)量、技術(shù)支持和知識產(chǎn)權(quán)等方面對服務(wù)進(jìn)行了規(guī)范，對服務(wù)提供者與使用者的權(quán)利和義務(wù)進(jìn)行了明確。26 主要內(nèi)容27云計算面臨的安全挑戰(zhàn)云計算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)云計算安全實驗平臺進(jìn)一步的研究工作建議云計算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架27 IBM信息安全框架目前，絕大多數(shù)企業(yè)在信息安全建設(shè)過程中都面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)，從規(guī)劃、管理，到技術(shù)、運作不一而足。例如，沒有總體的信息安全規(guī)劃，安全防御呈碎片化；安全意識不到位，經(jīng)常在受到攻擊甚至造成損失后才意識到問題，安全建設(shè)受具體事件驅(qū)動；企業(yè)應(yīng)對經(jīng)濟不景氣所采取的裁員策略有可能將部分風(fēng)險由外部轉(zhuǎn)化到內(nèi)部；安全體系的法規(guī)遵從問題日益突出……遵循IBM企業(yè)信息安全框架的方法論與實施原則，企業(yè)可以從根本上解決上述種種難題，因為企業(yè)信息安全框架正是用于指導(dǎo)企業(yè)或組織如何根據(jù)業(yè)務(wù)需要，明確風(fēng)險狀況與安全需求、確立企業(yè)信息安全架構(gòu)藍(lán)圖及建設(shè)路線圖，并選擇相應(yīng)的安全功能組件。所以，通過這一框架，企業(yè)可以全面理解，并從整體上對信息安全進(jìn)行把控。28 IBM信息安全框架IBM企業(yè)信息安全框架從上到下由三個主要層次組成：安全治理風(fēng)險管理及合規(guī)層、安全運維層、基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)層。其中安全治理風(fēng)險管理及合規(guī)層是后兩者的理論依據(jù)，安全運維層是對信息安全全生命周期的管理，而基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)層則是企業(yè)安全建設(shè)技術(shù)需求和功能的實現(xiàn)者。三個層次安全治理、風(fēng)險管理和合規(guī)安全運維基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)29 IBM信息安全框架安全治理、風(fēng)險管理和合規(guī)處于企業(yè)信息安全框架的最頂層，是業(yè)務(wù)驅(qū)動安全的出發(fā)點。通過對企業(yè)業(yè)務(wù)和運營風(fēng)險進(jìn)行評估，確定其戰(zhàn)略和治理框架、風(fēng)險管理框架，定義合規(guī)和策略遵從，確立信息安全文檔管理體系。30 IBM信息安全框架安全運維安全運維是指在安全策略的指導(dǎo)下，安全組織利用安全技術(shù)來達(dá)成安全保護(hù)目標(biāo)的過程。主要包括安全事件監(jiān)控、安全事件響應(yīng)、安全事件審計、安全策略管理、安全績效管理、安全外包服務(wù)。安全運維與IT運維相輔相成、互為依托、共享資源與信息，它與安全組織緊密聯(lián)系，融合在業(yè)務(wù)管理和IT管理體系中。31 IBM信息安全框架基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)定義和包含了企業(yè)安全框架中的五個核心的基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)和相關(guān)服務(wù)：物理安全、基礎(chǔ)架構(gòu)安全、身份/訪問安全、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用安全?；A(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)是安全運維和管理的對象，其功能由各自子系統(tǒng)提供保證。32 企業(yè)信息安全框架V5.0安全治理、風(fēng)險管理和合規(guī)安全運維物理安全基礎(chǔ)架構(gòu)安全應(yīng)用安全數(shù)據(jù)安全身份/訪問安全基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)機房安全網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用開發(fā)生命周期安全數(shù)據(jù)生命周期管理戰(zhàn)略和治理框架安全事件監(jiān)控安全事件響應(yīng)安全事件審計安全策略管理安全績效管理安全外包服務(wù)業(yè)務(wù)流程安全Web應(yīng)用安全應(yīng)用開發(fā)環(huán)境安全主機安全終端安全視頻監(jiān)控安全數(shù)據(jù)泄露保護(hù)數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)歸檔災(zāi)難備份身份驗證訪問管理身份生命周期管理合規(guī)和策略遵從風(fēng)險管理框架33 安全治理、風(fēng)險管理和合規(guī)企業(yè)安全戰(zhàn)略規(guī)劃服務(wù)ISO27001認(rèn)證指導(dǎo)咨詢服務(wù)信息安全管理體系培訓(xùn)服務(wù)安全管理差距分析服務(wù)信息安全管理體系咨詢及設(shè)計服務(wù)企業(yè)信息系統(tǒng)風(fēng)險評估服務(wù)PCIDSS合規(guī)遵從服務(wù)信息安全等級保護(hù)合規(guī)遵從服務(wù)基礎(chǔ)安全服務(wù)和架構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)安全基礎(chǔ)架構(gòu)安全評估服務(wù)網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)一威脅管理系統(tǒng)脆弱性管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全加固服務(wù)主機入侵防護(hù)系統(tǒng)主機訪問控制系統(tǒng)主機系統(tǒng)加固服務(wù)終端安全控制系統(tǒng)物理安全機房物理安全評估服務(wù)機房物理安全設(shè)計服務(wù)智能視頻監(jiān)控平臺建設(shè)服務(wù)數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)生命周期安全評估服務(wù)數(shù)據(jù)安全管理規(guī)范設(shè)計服務(wù)數(shù)據(jù)安全保護(hù)系統(tǒng)集成服務(wù)數(shù)據(jù)敏感性分析服務(wù)數(shù)據(jù)防丟失集成服務(wù)數(shù)據(jù)加密保護(hù)服務(wù)數(shù)據(jù)歸檔設(shè)計及實施服務(wù)信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)的規(guī)劃及實施應(yīng)用安全應(yīng)用開發(fā)生命周期安全評估和設(shè)計服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)代碼審計服務(wù)滲透測試服務(wù)應(yīng)用安全規(guī)范設(shè)計服務(wù)應(yīng)用安全評測服務(wù)網(wǎng)頁防篡改服務(wù)Web應(yīng)用滲透測試及評估應(yīng)用開發(fā)環(huán)境安全評估及建設(shè)服務(wù)身份/訪問安全統(tǒng)一身份及訪問管理架構(gòu)設(shè)計服務(wù)統(tǒng)一身份及訪問管理平臺建設(shè)服務(wù)強身份認(rèn)證集成服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)身份及訪問管理平臺整合服務(wù)企業(yè)單點登錄(ESSO)集成服務(wù)統(tǒng)一身份及訪問管理帳號清理服務(wù)統(tǒng)一身份及訪問管理帳號管理流程設(shè)計及實施服務(wù)安全運維安全運維管理中心設(shè)計及建設(shè)服務(wù)安全運維管理平臺規(guī)劃及建設(shè)服務(wù)安全策略的開發(fā)及制定服務(wù)安全事件審計咨詢服務(wù)安全事件審計平臺的規(guī)劃及建設(shè)服務(wù)操作行為審計平臺規(guī)劃及建設(shè)服務(wù)管理安全服務(wù)安全事件響應(yīng)流程設(shè)計服務(wù)安全應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)安全績效考核體系設(shè)計34 IBM企業(yè)信息安全框架v5.0給客戶帶來的價值IBM企業(yè)信息安全框架可以：-幫助客戶獲得信息安全建設(shè)的全景視圖；-呈現(xiàn)給客戶目前安全建設(shè)所存在的差距；-幫助客戶識別業(yè)務(wù)風(fēng)險；-幫助客戶識別安全能力現(xiàn)狀，以作為幫助客戶規(guī)避相應(yīng)風(fēng)險的技術(shù)指導(dǎo)；-幫助客戶發(fā)現(xiàn)安全能力差距彌補的辦法；-幫助客戶指定安全建設(shè)的優(yōu)先級。35 IBM企業(yè)信息安全框架v5.0給IBM自身帶來的價值IBM企業(yè)信息安全框架v5.0將作為客戶需求和IBM信息安全解決方案的橋梁。成為客戶和IBM共通的語言。IBM企業(yè)信息安全框架v5.0中的每一個模塊都對應(yīng)了一系列的IBM信息安全服務(wù)。它可以幫助IBM銷售團(tuán)隊快速的理解客戶的安全需求并提供恰當(dāng)?shù)男畔踩鉀Q方案。IBM企業(yè)信息安全框架v5.0將成為IBM標(biāo)準(zhǔn)化的可復(fù)用知識資產(chǎn)，降低為客戶做架構(gòu)設(shè)計的重復(fù)投資成本，在提高有效知識資產(chǎn)利用率的同時，幫助企業(yè)加速安全建設(shè)的周期，降低設(shè)計實施的風(fēng)險。IBM企業(yè)信息安全框架v5.0幫助IBM信息安全服務(wù)產(chǎn)品線成為安全架構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。IBM企業(yè)信息安全框架v5.0來源于IBMISF和ESA的安全架構(gòu)建設(shè)方法論。并在此基礎(chǔ)上針對中國客戶的需求做了客戶化的定制，使得架構(gòu)建設(shè)的理念和方法更加適合于本地客戶IT建設(shè)的要求。36 主要內(nèi)容37云計算面臨的安全挑戰(zhàn)云計算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)云計算安全實驗平臺進(jìn)一步的研究工作建議云計算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架37 云計算平臺(1)基于本體論的多決策因子動態(tài)信任關(guān)系量化模型;(2)基于機器學(xué)習(xí)的、具有可擴展性的動態(tài)信任評估與演化模型;(1)支持用戶使用各種加密算法；(2)加密算法具有不確定性；(3)支持模糊檢索。虛擬機通過讀取內(nèi)存的時間來反映物理CPUCache的變化情況，從而間接反映CPU的負(fù)載。(1)采用兩層AHP層次分析法定義各種行為的權(quán)值。(2)能防御DOS攻擊和僵尸網(wǎng)絡(luò)的攻擊。38 虛擬環(huán)境的部署；隱私防護(hù)體系的部署；云終端的隱私保護(hù)軟件；測試與驗證指標(biāo)的篩選與確定；實驗結(jié)果的風(fēng)險和反饋等。39 主要內(nèi)容40云計算面臨的安全挑戰(zhàn)云計算的安全體系與關(guān)鍵技術(shù)云計算安全實驗平臺進(jìn)一步的研究工作建議云計算的特征與安全挑戰(zhàn)基礎(chǔ)架構(gòu)云安全框架40 進(jìn)一步的研究工作（1）三防系統(tǒng)在虛擬機中有效運用（2）移動互聯(lián)網(wǎng)終端安全（3）輕量級數(shù)據(jù)保序加密與快速檢索（4）虛擬化軟件安全漏洞監(jiān)測與保護(hù)（5）物理虛擬化帶來的安全問題41 謝謝大家!42