云计算安全挑战与实践
云计算环境下的网络安全实验报告

云计算环境下的网络安全实验报告云计算的发展使得大量的数据和应用程序都迁移到了云端,但同时也带来了网络安全的新挑战。
为了评估云计算环境下的网络安全状况,我们进行了一系列实验。
本报告将详细介绍实验过程、结果和相关问题。
实验一:云平台安全性评估为了评估云平台的安全性,我们选择了一家知名的云服务提供商,并通过基于OWASP(开放式Web应用安全项目)标准的测试工具进行了安全性扫描。
实验结果显示云平台存在一些已知的安全漏洞,如SQL注入漏洞和跨站脚本攻击(XSS)等。
我们向云服务提供商提供了漏洞报告,并详细列出了建议的修复措施。
实验二:虚拟机隔离性测试为了评估在云环境中部署的虚拟机之间的隔离性,我们搭建了一个简单的网络实验环境。
通过在不同虚拟机中运行网络扫描工具,我们测量了虚拟机之间的网络延迟和数据传输速度。
实验结果显示,虚拟机之间的网络延迟较低,数据传输速度满足需求。
然而,我们也发现了一些网络流量未经过滤和隔离的问题,可能导致潜在的安全风险。
我们建议在云平台中强制实施网络隔离策略以提高安全性。
实验三:云数据加密性云计算环境下的数据安全是一个关键问题。
为了评估云数据的加密性,我们使用了一种流行的加密算法对上传到云平台的数据进行加密处理。
通过对比加密前后数据的相似度,我们评估了加密算法的安全性和性能。
实验结果表明所使用的加密算法能够很好地保护云数据的机密性,同时也不会对数据传输和存储造成显著的性能影响。
实验四:云平台认证与授权云平台的认证与授权是确保云资源安全的重要措施。
我们测试了云平台的认证与授权机制,并评估了其可靠性和有效性。
在实验中,我们尝试了几种不同的认证方式,如基于口令的认证和双因素认证等。
实验结果显示,云平台的认证与授权机制能够有效地管理和保护云资源,但我们也发现了一些潜在的安全缺陷,如弱密码策略和未及时取消授权的问题。
我们建议云服务提供商加强认证与授权的管理措施,以提高云平台的安全等级。
结论与建议通过一系列实验,我们对云计算环境下的网络安全状况进行了评估。
云计算安全的风险与挑战

云计算安全的风险与挑战云计算技术已经在过去十年中飞速发展,并在商业世界中得到广泛应用。
云计算提供了一个方便、快速和高效的数据存储和处理方法。
然而,随着越来越多的组织将其业务数据和应用程序迁移到云端,云安全问题的日益加剧也是不可避免的。
本文将深入探讨云计算安全的各种风险和挑战。
一、数据隐私和保密性问题对于企业和组织来说,最紧迫的任务之一就是保护其业务数据的隐私和保密性。
云计算为用户提供了共享计算资源的功能,这意味着客户的数据存储在提供商的服务器上,这是一个潜在的安全风险。
攻击者可能试图入侵这些服务器并窃取敏感数据。
虽然云提供商采取了各种措施来保护这些数据,但是用户也需要采取适当的措施来确保数据的安全性。
用户可以选择加密其敏感数据,并使用安全证书来保护其私有数据。
可以使用数据隔离技术来保护组织数据的隐私和保密性,这样只有经过授权的人员才能访问数据。
二、数据完整性问题数据完整性是指数据不被意外地更改或破坏的能力。
云计算环境中的数据完整性风险很高,因为许多用户与多个云提供商合作,这使得数据更容易受到操作错误、人为破坏、自然灾害、黑客攻击和恶意软件等影响。
如果数据完整性受到威胁,将导致企业损失严重。
为了保障数据的完整性,企业需要查询云供应商的数据备份与冗余技术情况。
无缝的数据备份策略可以最大限度地减少数据的丢失。
可以将数据备份多次,并将备份存储在不同的地点,并且使用监控工具定期测试数据。
企业还应始终对其基础计算资源进行安全性的自我检查,并对其安全性进行定期评估。
三、数据可用性问题企业和个人都需要云计算平台的稳定性和可靠性。
在云环境中,数据可用性主要受到网络和基础设施问题的影响。
网络问题可能导致无法访问云计算资源,而基础设施问题可能导致设备故障或破坏性自然灾害。
这些问题可能会导致用户无法访问数据或云应用程序,从而导致计算资源的丧失,这将使企业的业务停滞不前。
为了保障数据的可用性,企业可以使用专业的安全服务提供商提供的高级网络监控和缓解技术。
云计算发展面临的挑战

云计算发展面临的挑战云计算发展面临的挑战1·引言云计算作为一种重要的信息技术和服务模式,近年来得到了广泛的应用和发展。
然而,随着云计算的普及和应用范围的扩大,也带来了一些挑战和问题。
本文将详细探讨云计算发展面临的挑战及其解决方法。
2·安全性挑战在云计算环境下,数据和应用程序存储在云服务提供商的服务器上,用户无法完全掌控自己的数据。
因此,数据安全成为云计算面临的重要挑战之一。
主要包括以下方面:2·1 数据隐私保护云计算环境下,用户的数据可能存储在多个地理位置,因此需要确保数据的隐私和安全。
加密技术、访问控制和身份认证等措施可以用于保护数据隐私。
2·2 虚拟化漏洞云计算环境中使用虚拟化技术来实现资源的共享和隔离,但虚拟化技术本身也存在漏洞,可能导致安全性问题。
需要及时修补漏洞、加强虚拟机的安全配置。
2·3 供应链安全云计算服务提供商通常会依赖于第三方供应商提供硬件和软件组件,这增加了供应链攻击的风险。
供应链管理和审计是保障云计算服务安全的重要环节。
3·可扩展性挑战随着云计算应用的增多和用户规模的扩大,云计算系统需要具备良好的可扩展性。
可扩展性挑战主要包括以下方面:3·1 网络带宽云计算系统需要提供足够的网络带宽来满足用户的需求,特别是对于大规模数据传输和高并发访问的应用来说,网络带宽成为限制可扩展性的瓶颈。
3·2 计算资源管理云计算系统需要能够动态地分配和管理计算资源,根据用户的需求自动扩展或缩减资源规模。
有效的资源管理算法和技术是实现可扩展性的关键。
3·3 数据存储随着数据的不断增长,云计算系统需要提供高效的数据存储和管理方式。
分布式文件系统、数据压缩和分片存储技术可以用于解决数据存储扩展性问题。
4·性能挑战云计算系统需要提供高性能的计算和存储能力来满足用户的需求。
性能挑战主要包括以下方面:4·1 响应时间用户对云计算系统的响应时间要求越来越高,需要提供低延迟的服务。
云计算安全安全工程师的新挑战

云计算安全安全工程师的新挑战云计算的迅速发展和普及给各个行业带来了巨大的便利和机遇。
但是,随着云计算平台的广泛应用,云计算安全也变得愈发重要。
作为云计算安全领域的专业人员,安全工程师面临着新的挑战。
本文将探讨云计算安全工程师所面临的新挑战并提供相应解决方案。
1. 多租户环境下的数据隔离在云计算环境下,多个用户共享同一物理基础设施。
这就使得数据隔离成为云计算安全领域的一大挑战。
安全工程师需要确保在同一服务器上运行的不同用户的数据得到严格的隔离,以防止数据泄露或恶意访问。
解决这一挑战的办法之一是通过强化虚拟化技术,实现物理资源和虚拟资源的安全隔离。
2. 数据的保密性和完整性在云计算环境下,数据的保密性和完整性受到更大的威胁。
安全工程师需要采取一系列措施来保护用户数据的机密性和完整性。
这包括数据加密、身份认证和访问控制等措施。
同时,建立合适的日志和监控系统,及时发现和应对潜在的安全威胁。
3. 漏洞的发现和修复随着云计算平台的不断更新和演进,新的安全漏洞也会不断出现。
安全工程师需要密切关注新漏洞的发现情况,并及时进行修复和升级。
同时,建立漏洞管理和应急响应机制,能够迅速应对漏洞威胁,并对系统进行必要的补丁和更新。
4. 移动设备的安全性随着移动设备的普及,越来越多的用户使用移动设备访问云计算平台。
这为安全工程师带来了新的挑战,因为移动设备的安全性容易受到各种威胁。
安全工程师需要制定适当的安全策略,包括设备管理、数据保护和网络防御等方面,保护移动设备和云计算平台的安全。
5. 保护用户隐私用户的隐私保护一直是云计算安全领域的重要问题。
安全工程师需要确保用户的个人信息得到妥善处理和保护,避免遭受数据泄露或滥用。
建立隐私保护政策和隐私保护机制,加强数据的去标识化处理,是保护用户隐私的有效手段。
总结起来,云计算安全工程师面临着新的挑战,包括多租户环境下的数据隔离、数据的保密性和完整性、漏洞的发现和修复、移动设备的安全性以及用户隐私的保护等。
云计算发展面临的挑战(2023最新版)

云计算发展面临的挑战正文:云计算发展面临的挑战一、背景介绍云计算作为一种新兴的计算模式,在过去几年里得到了快速的发展和广泛的应用。
然而,随着云计算技术的不断成熟和发展,也面临着一系列的挑战和问题。
二、安全性挑战⒈数据安全:云计算中大量的数据存储和传输涉及到数据安全的问题,如数据的备份、隐私保护和数据泄露等。
⒉访问控制:云计算中的多租户模式,需要对不同用户的访问进行合理的控制,以保证安全性和隐私性。
⒊安全监控和漏洞修复:云计算环境的复杂性和规模使得安全监控和漏洞修复变得更加困难,需要引入创新的技术和方案。
三、性能挑战⒈延迟问题:由于云计算涉及到网络通信和数据传输,可能会导致延迟问题,影响用户体验和服务质量。
⒉资源管理:如何高效地分配资源以满足不同用户的需求,是一个需要解决的性能挑战。
⒊数据中心能源消耗:云计算数据中心的巨大能源消耗也是一个亟待解决的问题,需要提出低能耗的解决方案。
四、法律和隐私挑战⒈数据隐私:云计算涉及到大量的用户数据,如何保护用户的隐私成为一个具有挑战性的问题。
⒉法律合规性:云计算跨境服务,面临不同国家和地区的法律法规,需要解决法律合规性的问题。
五、标准化和互操作性挑战⒈标准化:云计算领域缺乏统一的标准,不同厂商的产品和服务存在兼容性问题,需要加强标准化工作。
⒉数据迁移和互操作性:由于云计算服务商的碎片化和各自的技术实现,数据迁移和互操作性也面临一些困难。
六、本文档所涉及的附件⒈附件1:云计算发展趋势图表⒉附件2:云计算安全性分析报告⒊附件3:云计算性能优化方案七、法律名词及注释⒈数据隐私:指个人或组织在使用网络服务过程中,对其个人身份信息、财产状况、行踪轨迹等相关信息的控制权。
⒉法律合规性:指企业或组织在其业务活动中遵守国家法律法规和行业规范的合法性和合规性。
⒊标准化:指在某一领域内经过多方共同制定、普遍接受并长期保持一致的技术或管理规范。
云计算安全策略与措施

云计算安全策略与措施在现代化的信息技术社会中,云计算技术已成为普遍的计算模式,许多企业和个人都将自己的数据上传至云端,以及使用云计算服务。
然而,安全问题是云计算面临的最大挑战。
本文将探讨云计算安全策略与措施,并分析云计算安全所面临的挑战。
一、云计算安全的挑战云计算安全的挑战主要包括:1. 数据隐私和安全在云计算中,数据被存储在云端服务器中,而用户往往并不清楚它们被存储在何处,并且对于这些数据的隐私和安全性也不知情。
2. 跨平台兼容性不同的云计算平台之间,存在着不兼容的问题,这会导致用户的数据在从一个平台转移到另一个平台时出现安全漏洞。
3. 保护电子数据保护电子数据已成为云计算安全策略的关键问题,特别是在处理敏感信息时。
二、云计算安全策略为了保障云计算的安全,必须采取有效的安全策略。
以下是几种重要的云计算安全策略:1. 确定数据的地理位置确定云存储数据的物理位置是云安全策略的关键。
地理位置对数据保护和风险分析至关重要,确定数据的地理位置不仅有利于数据的维护和管理,同时能够避免云存储提供商在不被授权的情况下使用数据。
2. 数据加密数据加密可以保护数据在云端的安全,防止未经授权的访问和数据泄露。
数据加密通常涉及不同层次的安全保障措施,包括全磁盘加密、文件级加密、协议级加密等。
3. 机密性管理机密性管理是评估和管理机密信息的合法性和适当性,以存储、保护和使用敏感数据。
在集成云计算时,必须添加机密性管理策略,这可以防止敏感信息泄露和数据丢失。
4. 网络安全与识别维护网络安全是确定云计算的安全策略的关键。
网络安全管理要求企业采用完善的安全设施以确保保险和防备,这包括应用程序安全、认证、记帐和访问控制。
5. 事故反应和恢复在实际云计算中,如果发生安全违规,如数据泄露,即使公开表示不负责,企业也必须为此负责。
因此,必须设定必要的事故反应和恢复计划,以便在紧急情况下对数据安全进行恢复。
三、云计算安全措施随着云计算成为企业和用户常见的计算模式,随之也带来了更多的网络安全威胁。
云计算技术在行业应用中的挑战与问题

云计算技术在行业应用中的挑战与问题云计算是一项快速发展的技术,它将计算和存储资源集中在互联网上,为用户提供基础设施、平台和软件服务。
云计算技术在各个领域都有广泛的应用,如云存储、云安全、云数据分析等等,但在应用过程中也会面临一些挑战和问题。
一、安全性问题云计算在数据处理和存储方面具有高效性和便利性,但其中最大的挑战之一是安全性问题。
在云计算中,数据存储在云端,这意味着用户不再掌控自己的数据,而是放权给云服务提供商。
虽然云计算提供商在保护用户数据方面采取了多种措施,如数据备份、容灾、数据加密等,但仍有可能面临黑客攻击和恶意攻击,导致数据被盗或丢失。
同时,云服务提供商和用户之间的责任分配也是一个问题,如果发生数据泄露或丢失,责任在谁身上,需要进行明确的划分。
二、可靠性问题云计算也面临着可靠性问题。
传统的计算方式是由本地数据中心和硬件节点组成的,当其中一个硬件节点出现问题时,其他节点可以继续工作。
但是在云计算中,数据存储在云端,如果云服务提供商出现问题,所有用户数据都将受到影响,导致服务不可用。
因此,云计算需要提供高可靠性的服务,采用多个数据中心互相备份和容灾的方式来保障服务的连续性。
三、带宽和延迟问题云计算最大的优势之一是强大的计算和存储能力,但在应用过程中,带宽和延迟问题也需要考虑。
由于网络传输的速度和带宽的限制,某些应用程序可能会发生延迟。
例如,在线视频和游戏需要实时的传输和处理,网络延迟等问题会影响用户体验,可能导致应用程序不流畅或中断。
因此,为了提高用户体验,云计算需要提供高速和高带宽的网络。
四、数据隐私和透明度问题在云计算中,用户将数据存储在云服务提供商服务器上,但同时也放弃了对自身数据的可视性和控制权。
这就需要云服务提供商确保数据隐私和透明性。
在数据存储和处理过程中,如何保护用户数据隐私并确保数据处理的透明度是一个重要问题。
云服务提供商需要确保数据使用符合合规性规定,并提供足够的数据共享透明度。
云计算运维的挑战和解决方案

云计算运维的挑战和解决方案随着云计算技术的不断发展和普及,越来越多的企业和组织选择将其业务迁移到云端,以实现更高效、灵活和可扩展的IT基础设施。
然而,云计算运维也面临着诸多挑战,如安全性、性能、成本控制等问题。
本文将探讨云计算运维中的挑战,并提出相应的解决方案。
一、安全性挑战在云计算环境下,数据的安全性一直是一个备受关注的问题。
由于数据存储在云端,可能会面临数据泄露、数据丢失等风险。
此外,云计算平台本身也可能存在安全漏洞,导致数据被攻击者窃取。
解决方案:1. 加强数据加密:对数据进行端到端的加密,确保数据在传输和存储过程中都得到有效保护。
2. 多层次的安全策略:采用多层次的安全策略,包括访问控制、身份认证、漏洞管理等,确保云计算平台的整体安全性。
3. 定期安全审计:定期对云计算平台进行安全审计,及时发现和解决潜在的安全问题,提高整体安全性。
二、性能挑战云计算平台的性能直接影响到用户体验和业务效率。
在高负载情况下,云计算平台可能出现性能下降、响应延迟等问题,影响业务的正常运行。
解决方案:1. 资源优化:合理规划和管理云计算资源,确保资源的充分利用和平衡分配,提高整体性能。
2. 弹性扩展:根据业务需求动态调整云计算资源,实现弹性扩展和收缩,提高系统的灵活性和性能。
3. 性能监控:实时监控云计算平台的性能指标,及时发现和解决性能问题,确保系统的稳定性和可靠性。
三、成本控制挑战云计算运维的成本一直是企业关注的焦点。
虽然云计算可以降低IT基础设施的建设和维护成本,但如果管理不当,也可能导致成本的不断增加。
解决方案:1. 资源优化:通过资源的合理规划和管理,避免资源的浪费和闲置,降低成本。
2. 自动化运维:采用自动化工具和技术,减少人工干预,提高效率,降低运维成本。
3. 成本监控:定期对云计算运维成本进行监控和分析,找出成本的主要来源,采取相应措施降低成本。
综上所述,云计算运维面临着诸多挑战,如安全性、性能、成本控制等问题。
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引言云计算作为一种计算模式,其核心理念是资源租用、应用托管和服务外包。
在云计算环境下,IT领域的按需服务得到了真正的体现。
高德纳(Gartner)公司在2011年1月发布的《IT行业十大战略技术报告》中将云计算技术列为十大战略技术之首。
最近,国务院颁布的《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》明确提出需要促进云计算技术的发展。
云计算在提供方便易用与低成本特性的同时也带来了新的挑战,安全问题首当其冲。
高德纳公司于2010年4月给出的调查报告指出:安全与隐私成为人们对云计算最为担心的问题。
然而,目前主流云提供商为租户提供的安全与隐私保护手段还非常有限。
例如,著名的亚马逊云服务AWS(Amazon web services)的2010年租户协议就明确指出亚马逊并不能保证租户数据的安全性。
云计算的安全问题很大程度上是由于云计算本身以下5个特征引起的:服务外包和基础设施公有化在云计算环境下,租户的应用模式是服务外包,数据交由云端管理。
这种基础设施公有化特征使得租户无法对云端资源像在本地一样直接进行管理。
超大规模、多租户资源共享平台中实体数量庞大,实体间关系复杂,不同租户乃至竞争对手的数据经常存放于云端同一存储设备或在同一主机上进行处理。
云平台的这种多租户资源共享特征增加了安全控制的难度。
云计算环境的动态复杂性多层次服务模式,如基础设施即服务(infrastructure as a service,IaaS)、平台即服务(platform as a service,PaaS)和软件即服务(software as a service,SaaS),以及租户执行环境的动态定制和更新带来了云计算环境中服务组件的多样性和动态性,其可信程度难以预计,使得云平台的安全很难保证;云平台资源的高度集中性云计算模式使得资源越来越集中在少数服务提供商手中,平台中聚集了更多有价值的租户私有信息,从而使得云平台成为了众多攻击者的众矢之的,带来了更大的安全风险;云平台的开放性云平台常采用流行的虚拟化管理软件,如VMWare、Xen、KVM等进行构建,这些软件常有安全漏洞被发布;另外,在IaaS模式下,云平台的开放性允许用户部署自己的软件,众多存在不可预计的安全漏洞的软件使得云平台的安全风险大大增加。
综上所述,云计算环境的安全与隐私保护问题是一个庞大的系统工程。
根据木桶原理,系统的安全性取决于整个系统中最弱的一环。
针对一个方面、采取单一手段开展研究,无法真正解决云计算环境的安全问题。
云计算的安全需要从整个系统的安全出发进行考虑。
国内外研究现状伴随着云计算技术的发展和普及,云计算安全邹德清 金 海 羌卫中 徐 鹏华中科技大学云计算安全挑战与实践关键词:云计算 安全 可信执行环境 服务容错近年成为学术界和工业界的热点,比如:信息安全领域顶级会议CCS(ACM Conference on Computing and Communication Security)自2009年设立云计算安全研讨会CCSW(Cloud Computing Security Work-shop)以来,专门讨论云计算所面临的安全问题及其解决方案。
2009年成立的云计算安全联盟(Cloud Computing Alliance,CSA)发布的《云安全指南》着重总结了云计算的技术架构模型、安全控制模型以及相关的合规性模型之间的映射关系,围绕着13个识别出来的关注点,从云用户角度阐述了可能存在的商业隐患、安全威胁,并推荐了需要采取的安全措施。
信息基础设施的安全解决方案包括安全技术、安全策略、安全管理等。
本文仅从技术的角度进行讨论,和传统信息基础设施一样,云计算安全技术主要包括网络安全、计算安全,以及数据安全3个方面。
网络安全目前,在云计算网络安全方面的研发大体分为两方面:(1)为云基础设施提供网络防护功能,要任务是使防火墙、入侵检测、虚拟专用网(vir-tual private network,VPN)等网络安全技术能为云平台中的不同租户域定制网络安全保障。
另外,还需提供租户访问云服务时的通信安全功能,例如,为亚马逊弹性计算云(elastic compute cloud,EC2)的用户使用亚马逊的网络服务接口创建一对公私密钥,并建立基于SHA1或HMAC的消息签名机制,确保安全的网络服务;(2)采用云模式提供专业化的安全服务,在基于云模式的安全服务方面面,反病毒行业是目前进展较快、影响较大的一个领域。
反病毒领域所提出的“云安全”是病毒防范的一种新模式,本质上是一种基于互联网的防病毒体系。
与反病毒领域类似,在防火墙、入侵检测、防垃圾邮件、W e b安全、防分布式拒绝服务攻击(distributed denial of service,DDoS)攻击等方面也开始采用云模式实现主动应变的安全服务。
计算安全计算安全着重解决的是租户的任务/数据在云平台处理过程中的安全性。
由于虚拟化技术正成为云平台的核心技术,云平台的计算安全通常表现为虚拟化安全技术,主要包括:(1)虚拟化平台的可信启动,用于保证虚拟机管理器的可信性。
一种方法是通过可信计算模块(trust platform mdule,TPM)实现系统开机/重启时的可信启动,另一种方法是通过Intel TXT和AMD SVM支持的延迟启动技术实现系统运行时的可信环境启动;(2)安全隔离,用于控制云平台中多租户资源共享带来的安全隐患,主要通过访问控制机制实现虚拟机之间的通信隔离,如:sHype、Shamon,TVD(trusted virtual do-main)等等;(3)可信执行环境,用于为用户应用的可信执行提供安全隔离环境,如:IMA,Flicker,Terra,vTPM,VIS,Overshadow等;(4)安全监控,虚拟机安全监控是指将监控工具部署在被监控虚拟机外部,观测被监控虚拟机的行为,如:虚拟机自省机制(virtual ,machine introspection,VMI)、Vm-scope、Vmwatcher、Ether、Lares、SIM等。
数据安全及隐私保护租户数据托管到云平台的数据中心,为租户提供数据安全及隐私保护是云计算安全的一大热点,主要包括:(1)通过密码学的方法实现访问控制,如:基于层次密钥生成与分配策略实施访问控制、基于属性的加密算法KP-ABE和CP-ABE,基于代理重加密等;(2)密文检索与处理,密文检索主要有基于安全索引和基于密文等价性比对的方法,密文处理研究则主要集中在秘密同态加密算法;(3)数据的完整性及可用性证明,主要包括面向用户单独验证的数据可检索性证明(POR)方法、公开可验证的数据持有证明(PDP)方法,基于新型树形结构(MAC Tree)方案等;(4)隐私保护技术,罗伊(Roy)等提出了一种隐私保护系统airavat[1],用于防止MapReduce计算过程中非授权的隐私数据的泄露;马罗(Munts-Mulero)等[2]讨论了现有的隐私处理技术,包括K 匿名、图匿名以及数据预处理等,作用于大规模待发布数据时所面临的问题和现有的一些解决方案。
兰科瓦(Ranko-va )[3]等提出一种匿名数据搜索引擎等。
云计算安全实践华中科技大学作为国家973计划项目“计算系统虚拟化基础理论与方法研究”的牵头单位,在虚拟化安全领域进行了长期的研发工作[4]。
虚拟化安全作为云计算的核心安全技术,主要解决云计算环境的计算安全问题。
主要研究工作包括安全监控、[5]、服务容错、安全隔离等,作状态具有很大的挑战性。
针对虚拟机中客户操作系统的异构性,为了从虚拟机外面监控虚拟机内部发生的变化,我们提出了基于驱动的通用监控机制——VMDriver 。
VMDriver 通过两种设计策略实现通用监控,如图1所示。
(1)将客户操作系统中的事件截获和语义恢复分离,事件截获放在虚拟机管理器层,而语义恢复则在管理域中;(2)语义恢复通过管理域中的监控驱动来实现,采用传统操作系统中设备驱动的方式,语义恢复以内核模块方式加载到管理域中,从而实现动态地屏蔽虚拟机中客户操作系统的差异性,并向应用提供统一的接口。
可信执行环境可信执行环境的研发分别从云服务端和云终端两个角度考虑,面向云服务端的工作包括:(1)透明信任链构建,建立面向租户应用的可信基;(2)应用敏感操作的安全保障,通过安全虚拟机处理租户虚拟机中应用的安全操作。
我们面向云终端图2 基于虚拟机架构的完整性保护机制,从虚拟机外面监控虚拟机内部发生的变化。
我们提出了基于驱动的通用监控机制MDriver 。
VMDriver 图1 VMDriver 系统的总体架构执行环境 信执行环境的研发分别从云服务端和云终端两个角度考虑,面向云服务端的工作包1)透明信任链构建,建立面向租户应用的可信基;(2)应用敏感操作的安全保障,全虚拟机处理租户虚拟机中应用的安全操作。
面向云终端的工作体现为:基于轻量级的动态可信执行环境构建,它为云终端敏感应用的可信执行提供安全隔离环境。
明信任链构建们提出一种基于虚拟机架构的对操作系统透明的信任链和机密性保护机制(TCT ),供了一种对操作系统透明的信任链构建方式,可以将TCG 方式的信任链扩展到应用,同时TCT 允许租户通过哈希值指定其信任的计算环境,并将租户的敏感数据同其环境完整性绑定到一起。
TCT 可以确保租户指定的敏感数据只能在其信任的环境中,并当该计算环境遭到破坏后保护租户的敏感数据。
可信执行环境——可信构建的工作是基于轻量级虚拟化的动态可信执行环境构建,目的是为云终端敏感应用的可信执行提供安全隔离环境。
透明信任链构建我们提出一种基于虚拟机架构的对操作系统透明的信任链和机密性保护机制TCT。
TCT提供了一指定的敏感数据只能在其信任的环境中被访问,并当该计算环境遭到破坏后保护租户的敏感数据。
应用敏感操作的安全保障总的思路是:将安全敏感的操作,如签名服务,移植到可信的虚拟机中,在用户域中仅仅执行对安全不敏感的部分,以虚拟机管理器作为可信基实现内存映射保护机制去保护通讯通道、应用程序以及输入输出,实现在不影响效率的前提下为用户程序提供安全服务。
数字签名是确保网络数据(包括应用程序代码)来源真实性、完整性、不可抵赖性的不可或缺的重要机制。
签名服务如图3所示,其中:用户虚拟机是不可信的用户域;可信虚拟机专门提供安全的数字签名服务;Xen虚拟机管理器负责内存保护以及提供安全高效的通讯通道。
基于轻量级虚拟化的动态可信执行环境构建机制我们提出一种基于轻量级虚拟化的动态可信执行环境构建机制——Cherub。
如图4所示,Cher-ub利用动态可信度量根和硬件虚拟化技术,依据目标程序的保护需要在运行的操作系统中动态地插入轻量级虚拟机管理器(LVMM)。