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2.關鍵技術

云計算的關鍵技術主要涉及虛擬化技術、云存儲技術、多租戶和訪問控制管理、云安全技術等。

1）虛擬化技術

虛擬化是一個廣義術語，在計算機領域通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術可
以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統，并且應用程序都可以在相
互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。

虛擬化技術與多任務以及超線程技術是完全不同的。多任務是指在一個操作系統中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術中，則可以同時運行多個操作系統，而且每一個操作系統中都
有多個程序運行，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或者虛擬主機上。超線程技術只是單
CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協同工作。

容器(Container)技術是一種全新意義上的虛擬化技術，屬于操作系統虛擬化的范疇，也就是由操作系統提供虛擬化的支持。目前最受歡迎的容器環境是Docker。容器技術將單個操作系統的資源劃分到孤立的組中，以便更好地在孤立的組之間平衡有沖突的資源使用需求。例如：用戶創建一個應用，傳統方式需要虛擬機，但虛擬機本身就占用了更多的系統資源。又如，應用需要在開發和運維之間轉移、協作，當開發和運維的操作環境不同時，也會影響結果。使用容器技術可將應用隔離在一個獨立的運行環境中，該獨立環境稱之為容器，可以減少運行程序帶來的額外消耗，并可以在幾乎任何地方以相同的方式運行。

2）云存儲技術

云存儲技術是基于傳統媒體系統發展而來的一種全新信息存儲管理方式，該方式整合應用了計算機系統的軟硬件優勢，可較為快速、高效地對海量數據進行在線處理，通過多種云技術平臺的應用，實現了數據的深度挖掘和安全管理。

分布式文件系統作為云存儲技術中的重要組成部分，在維持兼容性的基礎上，對系統復制和容錯功能進行提升。同時，通過云集群管理實現云存儲的可拓展性，借助模塊之間的合理搭配，完成解決方案擬定解決的網絡存儲問題、聯合存儲問題、多節點存儲問題、備份處理、負載均衡等。云儲存的實現過程中，結合分布式的文件結構，在硬件支撐的基礎上，對硬件運行環境進行優化，確保數據傳輸的完整性和容錯性：結合成本低廉的硬件的擴展，大大降低了存儲的成本。

在分布式文件系統的支撐下，實現了通過云存儲資源的拓展，輔助高吞吐量數據的分析，使得用戶可以更加充分、全面地進行數據管理，實現用戶上傳信息的優化管理，滿足了不同平臺信息獲取需要。另一方面，通過加強對云存儲技術中相關數據的安全防護，實現信息存儲過程中的病毒防護和安全監控，確保信息存儲應用的安全性。

3）多租戶和訪問控制管理

云計算環境下訪問控制的研究是伴隨著云計算的發展而開始的，訪問控制管理是云計算應用的核心問題之一。云計算訪問控制的研究主要集中在云計算訪問控制模型、基于ABE密碼體
制的云計算訪問控制、云中多租戶及虛擬化訪問控制研究。

云計算訪問控制模型就是按照特定的訪問策略來描述安全系統，建立安全模型的一種方法。用戶（租戶）可以通過訪問控制模型得到一定的權限，進而對云中的數據進行訪問，所以訪問控制模型多用于靜態分配用戶的權限。云計算中的訪問控制模型都是以傳統的訪問控制模型為基礎，在傳統的訪問控制模型上進行改進，使其更適用于云計算的環境。根據訪問控制模型功能的不同，研究的內容和方法也不同，常見的有基于任務的訪問控制模型、基于屬性模型的云計算訪問控制、基于UCON模型的云計算訪問控制、基于BLP模型的云計算訪問控制等。

基于ABE密碼機制的云計算訪問控制包括4個參與方：數據提供者、可信第三方授權中
心、云存儲服務器和用戶。首先，可信授權中心生成主密鑰和公開參數，將系統公鑰傳給數據提供者，數據提供者收到系統公鑰之后，用策略樹和系統公鑰對文件加密，將密文和策略樹上傳到云服務器：然后，當一個新用戶加入系統后，將自己的屬性集上傳給可信授權中心并提交私鑰申請請求，可信授權中心針對用戶提交的屬性集和主密鑰計算生成私鑰，傳給用戶；最后，用戶下載感興趣的數據。如果其屬性集合滿足密文數據的策略樹結構，則可以解密密文；否則，訪問數據失敗。

云中多租戶及虛擬化訪問控制是云計算的典型特征。由于租戶間共享物理資源，并且其可信度不容易得到，所以租戶之間就可以通過側通道攻擊來從底層的物理資源中獲得有用的信息。此外，由于在虛擬機上要部署訪問控制策略可能會帶來多個租戶訪問資源的沖突，導致物理主機上出現沒有認證的或者權限分配錯誤的信息流。這就要求在云環境下，租戶之間的通信應該由訪問控制來保證，并且每個租戶都有自己的訪問控制策略，使得整個云平臺的訪問控制變得復雜。目前，對多租戶訪問控制的研究主要集中在對多租戶的隔離和虛擬機的訪問控制方面。

4）云安全技術

云安全研究主要包含兩個方面的內容，一是云計算技術本身的安全保護工作，涉及相應的數據完整性及可用性、隱私保護性以及服務可用性等方面的內容：二是借助于云服務的方式來保障客戶端用戶的安全防護需求，通過云計算技術來實現互聯網安全，涉及基于云計算的病毒防治、木馬檢測技術等。

在云安全技術的研究方面，主要包含：

●云計算安全性：主要是對于云自身以及所涉及的應用服務內容進行分析，重點探討其相應的安全性問題，這里主要涉及如何有效實現安全隔離，保障互聯網用戶數據的安全性，如何有效防護惡意網絡攻擊，提升云計算平臺的系統安全性，以及用戶接入認證以及相應的信息傳輸審計、安全等方面的工作。
●保障云基礎設施的安全性：主要就是如何利用相應的互聯網安全基礎設備的相應資源，有效實現云服務的優化，從而保障滿足預期的安全防護的要求。
●云安全技術服務：重點集中于如何保障實現互聯網終端用戶的安全服務要求，能有效實現客戶端的計算機病毒防治等相關服務工作。從云安全架構的發展情況來看，如果云計算服務商的安全等級不高，會造成服務用戶需要具備更強的安全能力、承擔更多管理職責。

為了提升云安全體系的能力，保障其具有較強的可靠性，云安全技術要從開放性、安全保障、體系結構的角度考慮。①云安全系統具有一定的開放性，要保障開放環境下可信認證：②在云安全系統方面，要積極采用先進的網絡技術和病毒防護技術：③在云安全體系構建過程中，要保證其穩定性，以滿足海量數據動態變化的需求。

綜上所述，云安全技術是新一代互聯網中安全技術構架的核心內容，體現了當前快速發展的云計算的先進性，是未來的信息安全技術發展的必然趨勢。隨著云計算應用領域的拓展，云安全技術也必然會越來越成熟，能有效全方位保障廣大互聯網用戶的數據應用安全性，對于云計算的進一步推廣與應用具有至關重要的作用。

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