摘要：云計算是近年來互聯(lián)網(wǎng)討論最為熱烈的技術，被認為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一種趨勢。隨著云計算的深入應用，云計算的安全問題成為最引人關注的焦點之一。文章從實際的角度出發(fā)，結合云計算的架構，重點闡述了云計算環(huán)境下所面臨的安全威脅以及相應的對策。
關鍵字：云計算；架構；安全威脅；解決對策

0 引言
    云計算是通過互聯(lián)網(wǎng)提供給企業(yè)或消費者的靈活、高效益、可靠的IT服務交付平臺。NIST(美國國家標準和技術研究院)提出：云計算是一種通過網(wǎng)絡，以便捷、按需的形式，從共享的可配置計算資源池(這些資源包括網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和服務)中獲取服務的業(yè)務模式。云計算業(yè)務資源應該能夠通過簡潔的管理或交互過程來快速地部署和釋放。

1 云環(huán)境架構
    云計算模型通常包含五個特征、三個服務模式和四個部署模式。圖1所示是云計算環(huán)境架構圖。

    云計算的五個基本特征包括按需自助服務、廣泛的寬帶網(wǎng)絡接入、構建資源池、快速彈性、按使用量計費服務等。這五個基本特征基本處在云環(huán)境體系結構中的首層。
    云計算的三個關鍵云參考模式為基礎設施服務(IaaS)，平臺服務(PaaS)和軟件服務(SaaS)。其中，基礎設施服務提供給消費者的服務是對所有設施的利用，包括處理、存儲、網(wǎng)絡和其它基本的計算資源，用戶能夠部署和運行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應用程序。消費者不直接管理或控制任何云計算基礎設施，但能控制操作系統(tǒng)的選擇、儲存空間和部署的應用，也有可能獲得有限制的網(wǎng)絡組件(例如，防火墻、負載均衡器等)的控制。平臺服務提供給消費者的服務是把客戶采用提供的開發(fā)語言和工具(例如Java、python、．Net等)開發(fā)或收購的應用程序部署到供應商的云計算基礎設施上去?？蛻舨恍枰芾砘蚩刂频讓拥脑苹A設施，包括網(wǎng)絡、服務器、操作系統(tǒng)、存儲等，但客戶能控制應用程序的部署，也可以控制運行應用程序的托管環(huán)境配置。軟件服務提供給客戶的服務是運營商運行在云計算基礎設施上的應用程序，用戶者不需要管理或控制任何云計算基礎設施，包括網(wǎng)絡、服務器、操作系統(tǒng)、存儲等。PaaS和IaaS源于SaaS概念。PaaS和IaaS可以直接通過SOA／Web Services向平臺用戶提供服務，也可以作為SaaS模式的支撐平臺間接向最終用戶提供服務。三者之中，IaaS是歷史最悠久的云服務模式，已經(jīng)提供了各種各樣的產(chǎn)品和先進的功能(包括自動擴展、按次使用、按需自助服務等)。這個模型代表在云環(huán)境中架構的第二層。
    云部署模式包括公共云、私有云、社區(qū)云和混合云。公共云是建立在一個或多個數(shù)據(jù)中心并由第三方供應商操作和管理的，服務通過公共的基礎設施提供給多個用戶(云計算就是為多用戶服務的)；私有云也稱內部云，用來描述建立在私有網(wǎng)絡上的類似云計算的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品(通常是虛擬化和自動化的)聲稱可以實現(xiàn)云計算的優(yōu)點，但不具有云計算所存在的不足，可以充分解決數(shù)據(jù)安全、企業(yè)管理和可靠性問題；社區(qū)云主要是針對一個特定的客戶群；混合云的基礎設施是由兩個或兩個以上的云(私人、社區(qū)或公共云)組成，使用混合云計算模式，機構應當在公共云上運行非核心應用程序，而在私有云上支持其核心程序以及內部敏感數(shù)據(jù)。這個模型代表在云環(huán)境中架構的第三層。

2 云計算現(xiàn)狀
    目前，Google、Amazon、微軟、IBM等ICT巨頭都在積極推動云計算的研究和部署，比較成熟的云計算業(yè)務和應用包括Google的App Engi ne，Amazon的彈性計算云EC2和簡單存儲服務S3，微軟的Azure云平臺，IBM的“藍云”等。
    雖然云服務提供商可以提供用戶所需服務，但安全風險在云計算環(huán)境中顯得十分重要。2008和2009兩年IDC發(fā)布的調查報告顯示，云計算服務面臨的三個重大挑戰(zhàn)分別是服務的安全性、穩(wěn)定性和性能表現(xiàn)。2009年11月，F(xiàn)orrester Research的調查結果顯示，51％的中小型企業(yè)尚未使用云服務的最主要原因是安全性和隱私問題。
    由此可見，客戶選擇云計算時的首要考慮因素是安全性。云計算由于用戶、信息資源的高度集中，其所帶來的安全事件后果與風險也較傳統(tǒng)應用高出很多。2009年，Google、Microsoft、Amazon等公司的云計算服務均出現(xiàn)了重大故障，導致成千上萬客戶的信息服務受到影響，進一步加劇了業(yè)界對云計算服務安全的擔憂。

3 云計算的安全風險與對策
    通過對云計算的分析，本節(jié)基于云計算的實際，針對云計算中存在的安全威脅提出相應解決對策。
3．1 虛擬化級別攻擊
    云計算是基于虛擬化技術的。云可通過如VMWarevSphere、Microsoft Virtual PC、Xen等管理程序來實施。這種威脅的產(chǎn)生是因為開發(fā)者往往忽略了管理程序中的編碼漏洞。
    通過IDS(入侵檢測系統(tǒng))／IPS(入侵防御系統(tǒng))，并通過實施防火墻監(jiān)測，都可以減輕由虛擬化級別的漏洞而造成的安全威脅。
3．2 云計算的濫用和惡意使用
    云計算的濫用和惡意使用等威脅的引起是由于云計算環(huán)境中存在相對較弱的登記制度。云計算的注冊過程是，擁有有效信用卡的任何人都可以注冊，并使用該服務。這種情況會增大不愿透露姓名的垃圾郵件制造者、惡意代碼作者和罪犯來攻擊系統(tǒng)的機會。減輕這種類型威脅的方法如下：
    (1)實施嚴格的首次注冊和驗證過程；
    (2)信用卡欺詐的監(jiān)測和協(xié)調；
    (3)對用戶的網(wǎng)絡流量進行詳細反??；
    (4)通過網(wǎng)絡監(jiān)督公共黑名單。
3．3 內部人員惡意操作
    當缺乏對云服務供應商程序和流程的了解時，惡意內部人員的風險將加大。企業(yè)應該關注供應商的信息安全和管理政策，強制使用嚴格的供應鏈管理以及加強與供應商的緊密合作。同時，還應在法律合同中對工作要求有明確的指示，以規(guī)范云計算運營商處理用戶數(shù)據(jù)等這些隱蔽的過程。
3．4 管理接口妥協(xié)
    云服務提供商的客戶管理界面是通過互聯(lián)網(wǎng)進行訪問的。在云計算服務中，較大的資源訪問大多采用傳統(tǒng)的托管，云計算通過這些管理接口提供遠程用戶訪問。如果網(wǎng)頁瀏覽器存在漏洞，就有可能構成嚴重的安全威脅。
    為了減輕遠程訪問產(chǎn)生的威脅，安全協(xié)議應該用來提供訪問。此外，提供遠程訪問之前，還應對網(wǎng)頁瀏覽器漏洞實施補丁管理。
3．5 數(shù)據(jù)丟失或泄漏
    數(shù)據(jù)丟失或泄漏會對企業(yè)造成不利影響。品牌或聲譽失去，客戶的信任受到削弱。數(shù)據(jù)丟失或泄漏可能是由于認證、授權和審計控制不足，加密和軟件密鑰的使用不一致，數(shù)據(jù)中心的可靠性和災難性恢復。
    通過加密保護傳輸數(shù)據(jù)的完整性，可在設計和運行時分析數(shù)據(jù)保護，實施強有力的密鑰生成、存儲和管理，以減輕由數(shù)據(jù)丟失或泄漏所產(chǎn)生的安全威脅。用戶可利用合同要求數(shù)據(jù)被釋放到資源池并提供備份和保留策略。
3．6 賬戶或服務劫持
    釣魚、挾持和欺詐是聞名于世的IT問題。云計算又增加了一個新的威脅層面，“如果攻擊者獲得訪問您的權限，便可以竊聽您的活動和交易，操縱數(shù)據(jù)，返回虛假信息并將您的賬戶定向到非法網(wǎng)站，而您的賬戶可能成為一個新攻擊者。”
    為減輕上述威脅，應盡可能使用用戶和服務器之間的賬戶證書共享，未經(jīng)授權的活動不應被允許，應采用多因素認證技術、嚴格的監(jiān)控檢測和安全政策，并應清楚地了解SLA的云供應商。
3．7 不安全的接口和APIS
    用戶一般會使用一套軟件的接口或APIS與云服務進行交互。云服務的資源調配、管理、業(yè)務流程和監(jiān)測一般都使用這些接口。如果接口和APIS相對薄弱，如可重復使用的令牌或密碼、明文身份驗證或傳輸內容、不靈活的訪問控制或不適當?shù)氖跈嗉坝邢薜谋O(jiān)視和記錄功能，都可能會受到各種安全威脅，如匿名訪問。
    為了減輕上述威脅，云服務要求提供商對接口的安全模型進行分析。故應實施強有力的身份驗證和訪問控制來對傳輸?shù)膬热葸M行加密，同時應清楚地了解與API相關的依賴關系鏈。
3．8 未知的風險
    對用戶所使用的安全配置應當有所了解，無論是軟件的版本、代碼更新、安全做法、漏洞簡介、入侵企圖，還是安全設計。要查清楚誰在共享用戶的基礎設施，盡快獲取網(wǎng)絡入侵日志和重定向企圖中的相關信息。

4 結語
    隨著云計算技術的快速發(fā)展和更廣泛的應用，云計算將會面臨更多的安全風險。為了保證企業(yè)應用程序、數(shù)據(jù)的完整性和安全性，必須建立一道堅固防線。這道防線包括防火墻、入侵檢測、完整性監(jiān)控、日志檢查和惡意軟件防護等。企業(yè)和服務提供商應積極地保護云基礎設施來保證安全，以便企業(yè)利用云計算的優(yōu)勢領先其競爭對手。雖然有幾個標準組織在研究云計算的安全問題，但是，目前業(yè)界對云計算安全的解決并沒有統(tǒng)一的標準和解決方法。為了應對不斷出現(xiàn)的安全威脅，需要不斷探索新的云安全解決方案，并逐漸建立行之有效的云安全防護體系，在最大程度上降低云計算系統(tǒng)的安全威脅，提高云服務的連續(xù)性，保障云計算應用的健康、可持續(xù)發(fā)展。