《電子技術(shù)應(yīng)用》
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云計算可信性問題研究
2015年電子技術(shù)應(yīng)用第2期
姜 茸1,2,廖鴻志2,楊 明1,2
1.云南財經(jīng)大學(xué) 信息學(xué)院,云南 昆明650221; 2.云南大學(xué) 軟件學(xué)院,云南 昆明650091
摘要: 系統(tǒng)地總結(jié)梳理了國內(nèi)外云計算可信性研究現(xiàn)狀,重點綜述了云計算可信平臺、框架與模型,可信機制,可信技術(shù),可信管理,可信評估等方面,并得出若干結(jié)論:(1)較多文獻往往借鑒傳統(tǒng)信任管理和可信計算理論與方法;(2)針對云服務(wù)提供商的可信性評估研究較少;(3)可信服務(wù)度量與評估是云計算領(lǐng)域亟待突破的重要研究課題。
中圖分類號: TP309
文獻標(biāo)識碼: A
文章編號: 0258-7998(2015)02-0026-05
Research on cloud computing creditability
Jiang Rong1,2,Liao Hongzhi2,Yang Ming1,2
1.School of Information, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221,China; 2.School of Software, Yunnan University, Kunming 650091,China
Abstract: This paper reviews current situation of cloud computing creditability and focuses on trustworthy platform, frame, model, mechanism, technology, management, evaluation, then acquires some conclusions:(1)many literature borrowed from traditional theory and method of trust management and dependable computing;(2)there are lack of study on evaluation of provider′s creditability;(3)measurement and evaluation of the trustworthy service is an important problem that urgently need to be overcame in cloud computing domain.
Key words : cloud computing;creditability;trust;dependable computing;trustworthy service;measurement and evaluation

  

0 引言

  云計算環(huán)境中,用戶不需投資基礎(chǔ)設(shè)施就可獲得強大的計算能力[1],只要向服務(wù)商提出請求和交納低廉的費用即可。它使得用戶從基礎(chǔ)設(shè)施投資、管理與維護的沉重壓力中解放出來,可以更專注于自身核心業(yè)務(wù)發(fā)展[2]。因此,云計算具有美好的前景和優(yōu)勢。以云計算為驅(qū)動力的綠色低碳和公共效用IT已受到世界各國政府的極大關(guān)注和重視[2],世界各強國都把云計算作為未來戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重點,如表1所示,云計算已成為國家戰(zhàn)略需要。

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1 可信性已成為云計算發(fā)展的桎梏

  然而,雖然云計算有很好的前景和優(yōu)勢,但是,目前用戶對其接受程度很低,更多人抱以觀望態(tài)度,它在應(yīng)用推廣上遭遇到了巨大困難,這種謹(jǐn)慎來自于對云服務(wù)安全性和可信性的考慮。云計算意味著數(shù)據(jù)、應(yīng)用均被轉(zhuǎn)移到用戶掌控范圍之外的云服務(wù)提供商手中,如何保證所提供的服務(wù)是可信的?這種擔(dān)心從來沒有停止過。由于對云服務(wù)可信性的質(zhì)疑,很多人不愿接受云計算平臺。一些研究者對云服務(wù)可信性問題的研究結(jié)論如表2所示。

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  可見,云服務(wù)的可信性問題已經(jīng)成為云計算發(fā)展的桎梏,是很多人不愿意采用云計算服務(wù)的重要原因[3]。

2 云計算可信性研究現(xiàn)狀

  2.1 綜述

  (1)可信平臺、框架與模型

  Nuno Santos等人設(shè)計提出了可信云計算平臺,包括一系列信任結(jié)點、信任協(xié)調(diào)者、非信任云管理者和外部信任實體[4]。陳海波從計算機硬件、操作系統(tǒng)與應(yīng)用級三個方面對云計算系統(tǒng)平臺可信性進行研究,以提高云計算平臺的可用性、可維護性、可信性、安全性與容錯性[5]。KO R K L等人探討了通過使用偵探控制方法實現(xiàn)可信云的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn),并提出了一個可信云框架[6]。Jemal Abawajy研究混合云環(huán)境中信任建立問題,提出一個能使云消費者與云服務(wù)提供者基于信任進行交互的完全分布式框架[7]。Rosa Sanchez Guerrero提出一個基于隱私和聲譽的信任意識體系結(jié)構(gòu)IdM[8]。Edna Dias Canedo等人討論了云計算環(huán)境中的信任、聲譽等安全問題,提出了一個信任模型,以確保私有云中用戶文件交換的可靠性[9]。Li等人給出云應(yīng)用過程中基于域的可信性模型,并建立了基于可信管理模塊的云安全性監(jiān)管框架[10]。謝曉蘭等人針對云計算環(huán)境下存在的信任問題,提出基于雙層激勵和欺騙檢測的信任模型(CCIDTM)[11]。任偉等人提出一種云計算中可信軟件服務(wù)的通用動態(tài)演變魯棒信任模型[12]。

  (2)可信機制

  Mahbub Ahmed介紹了一個SaaS中信任與安全保障機制,它采用信任入場券來幫助數(shù)據(jù)所有者建立云服務(wù)提供商與注冊用戶之間的聯(lián)系[13]。胡春華等人針對當(dāng)前云計算中因服務(wù)提供者(SP)的信任保障機制缺失而容易被不可信服務(wù)消費者(SC)濫用的現(xiàn)象,提出面向SC 實體的服務(wù)可信協(xié)商及訪問控制策略[14]。王小亮等人通過計算可信機制減少的攻擊危害以及產(chǎn)生的性能代價來量化和評估云可信機制的有效性[15]??兹A鋒等人提出了一種云計算環(huán)境中柔性易擴展的信任協(xié)商機制[16]。Gaofeng Zhang等人探討了有噪聲困惑情況下的云計算可信機制[17]。Wei Wang等人在貝葉斯感知模型和社會網(wǎng)絡(luò)信任關(guān)系的啟發(fā)下,提出了一個基于感知信任模型的新貝葉斯方法,設(shè)計了一個可信動態(tài)級調(diào)度算法Cloud-DLS,它集成了現(xiàn)有的DLS[18]。

  (3)可信技術(shù)

  Christian Cachin等人研究可信云,探討了關(guān)于密碼技術(shù)和分布式計算的最新研究[19]。Hwang Kai等人研究安全資源的可信云計算,提出用數(shù)據(jù)著色和軟件水印技術(shù)保證云計算環(huán)境中數(shù)據(jù)的隱私和完整性[20]。Khan Khaled M等人研究云計算環(huán)境中云服務(wù)提供者如何獲得用戶的信任,指出通過改進新興可信保障技術(shù)來提升客戶的信任度[21]。Son T.Nguyen等人綜述了云計算的安全挑戰(zhàn),探討了不可信云服務(wù)商中的可信數(shù)據(jù)共享問題[22]。Rajagopal、Chitra研究基于協(xié)同安全協(xié)議的格和云計算信任問題,認(rèn)為格和云計算環(huán)境中的安全協(xié)議不必分開[23]。吳吉義等人總結(jié)了云安全領(lǐng)域的最新研究進展,指出云計算與可信計算技術(shù)的融合研究將成為云安全領(lǐng)域的重要趨勢[24]。李虹、李昊系統(tǒng)地敘述了采用可信云安全技術(shù)解決云計算可信和安全問題的方法,重點介紹了可信密碼學(xué)技術(shù)、可信融合驗證技術(shù)、可信模式識別技術(shù)等[25]。吳遙、趙勇分析了可信云計算平臺中可信實體可能遭到的威脅,提出了通過應(yīng)用可信計算技術(shù)處理威脅的解決方法[26]。季濤、李永忠針對云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)處理時敏感數(shù)據(jù)易受非授權(quán)訪問和非法篡改的問題,利用可信平臺模塊在云計算環(huán)境中建立可信根,提出一種基于可信計算機制的盲數(shù)據(jù)處理方法[27]。

  (4)可信管理

  HABIB S M,RIES S,MUHLHAUSER M提出一個多元可信管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),它根據(jù)不同屬性鑒別云服務(wù)提供商的可信性[28]。Kai Hwang等人從客戶的角度分析了公有云的安全性問題,提出了考慮信任管理的集成云服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)[29]。ZISSIS D、LEKKAS D認(rèn)為云計算環(huán)境中的可信性很大程度上取決于所選擇的部署模型,并建議引入可信第三方的服務(wù)機制[30]。信任管理是云安全的重要組成部分,Mohamed Firdhous等人總結(jié)了現(xiàn)有各種分布式系統(tǒng)的信任模型,提出一個能用于度量云計算系統(tǒng)性能的可信計算機制[31]。Zhang Hengxi回顧了信任、動態(tài)信任以及基于本體的動態(tài)信任管理模型,對典型的PTM和TMV動態(tài)信任模型作了評論和對比分析[32]。Sun Xiaodong等人介紹了一個基于模糊集理論的信任管理模型,該模型涉及直接信任度量和推薦信任鏈的計算等[33]。

  (5)可信評估

  Sun Dawei指出信任問題阻礙著云計算發(fā)展,建立云計算信任評估框架十分必要[34]。Foster等人強調(diào)云計算環(huán)境中的可信機制評估十分重要[35]。ALHAMAD M等人提出了基于SLA準(zhǔn)則和客戶經(jīng)驗的可信評估模型,用于支持多種云應(yīng)用模式下云消費者的計算資源選擇[36]。Guo Qiang介紹了云系統(tǒng)可信性的定義,分析了可信性的屬性,基于這些屬性和可信語義,提出了一個可擴展信任評估模型ETEC[37]。田立勤、林闖等人研究云計算環(huán)境中用戶行為的可信性,建立了包含可信層、子可信層和行為證據(jù)層的可信評估指標(biāo)系統(tǒng)[38]。周茜、于炯結(jié)合可信云的思想,提出一個云計算下基于信任的防御系統(tǒng)模型和一種新的基于模糊層次分析法的用戶行為信任評估方法[39]。高云璐提出一種信任評估和信任協(xié)商方法,用于構(gòu)建用戶與云計算服務(wù)提供商之間的信任關(guān)系[40]。高云璐、沈備軍等人提出一個基于服務(wù)等級協(xié)議(SLA)與用戶評價的云計算信任模型[41]。王磊、黃夢醒以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),將層次分析法與灰色評估法相結(jié)合,提出一種基于灰色AHP 的云計算供應(yīng)商信任評估模型[42]。

  (6)其他

  DYKSTRA J等人建立了一個模型,以顯示云中需求的可信層[43]。Sheikh Mahbub Habib等人將可信性和聲譽的概念集成到云計算中,給出了較為具體的定義和可信性參數(shù)[44]。

  2.2 評論

  (1)云計算可信性研究起步不早,但已有很多論文和著作發(fā)表。在可信平臺、框架與模型,可信機制,可信技術(shù),可信管理,可信評估等方面均有較多研究。

  (2)較多文獻往往借鑒傳統(tǒng)信任管理和可信計算理論與方法。傳統(tǒng)的信任管理理論已經(jīng)較為成熟,尤其是E-commerce、Ad Hoc Networks、P2P、Social Networks等領(lǐng)域,典型的模型有基于聲譽的信任模型、基于證據(jù)理論的信任模型、基于模糊數(shù)據(jù)的信任模型、基于概率論的信任模型、基于主觀邏輯的信任模型等。在可信電子服務(wù)領(lǐng)域,典型的代表作有Elizabeth[45]的著作,它對服務(wù)環(huán)境下的信任與信譽進行了全面的介紹,被潘云鶴院士推薦、浙大陳德人教授翻譯為中文。將可信計算理論融入云計算是解決云計算信任問題的途徑之一,有很多學(xué)者已采用可信密碼學(xué)、可信融合驗證、可信模式識別等可信云安全技術(shù)解決云計算可信性問題。

  (3)針對云服務(wù)提供商的可信性評估研究極為罕見??尚旁u估已成為目前研究熱點之一,很多學(xué)者已認(rèn)識到云計算可信服務(wù)度量與評估的重要性和緊迫性,但這些文獻往往針對用戶行為的可信性進行評估,如Edna Dias Canedo[9]、田立勤[46]和林闖等[47]所作文獻,專門評估云服務(wù)供應(yīng)商的極為罕見,筆者僅發(fā)現(xiàn)Habib[28]、高云璐[41]和王磊[42]的3篇,而且存在不足。

3 結(jié)束語

  云計算的優(yōu)勢和前景毋庸置疑,云服務(wù)的可信性問題嚴(yán)重阻礙著云計算的發(fā)展,其根源在于云計算的特點和云計算可信服務(wù)理論研究的不完善[13]。云計算的核心模式是服務(wù),服務(wù)的前提是用戶和服務(wù)提供方建立信任,但目前云計算信任機制還不健全[48]。用戶缺乏對云計算服務(wù)可信性和服務(wù)質(zhì)量的了解,自然對云計算服務(wù)缺乏信任,而云計算服務(wù)是否可信需要一套有效的測試系統(tǒng)對其可信性進行度量與評估[7],但這方面的研究工作尚展開不多。因此,要大規(guī)模應(yīng)用云計算技術(shù)與平臺,發(fā)展更多用戶,推進云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展,就必須開展云計算可信服務(wù)理論研究,度量和評估云服務(wù)可信性刻不容緩[7,35]。

  總之,云計算可信服務(wù)機制的不健全已嚴(yán)重制約著云計算的發(fā)展和應(yīng)用,可信服務(wù)度量與評估是云計算領(lǐng)域亟待突破的重要研究課題。

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