安全云存储的应用研究

发布时间：2017-05-04 11:04

  本文关键词：安全云存储的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：云计算和云存储是近年来研究的热点。云计算是一种利用互联网的力量，使得单一机器难以完成的计算任务得以高效完成的技术。其最大的特点是解放了本地资源，最大化利用了互联网中的闲置资源。云存储则是云计算的一个分支，主要指那些内容以提供数据存储为主的服务。在云存储中，底层以HDFS为代表的分布式文件系统应用最为广泛；而从商业角度讲，以网盘式云存储的应用最为广泛。HDFS的性能优化一直是工业界研究的热点方向，而网盘式云存储囊括了越来越多的个人信息，其安全性不容忽视。 本文针对上述热点问题进行了研究，对一些前人研究中不清楚、不完善的地方加以弥补，对一些问题提出了部分解决方案，主要贡献如下： 1)给出了一种通过记录小文件读取顺序获取文件关联性的方法。合并小文件的方法已经由许多论文提出，但是本文方案能够记录并计算出用户访问某个文件之后，最有可能访问的几个文件，然后把这几个小文件合并成一个文件块。也就是说，把相关性最大的小文件合并到一个块，当其中一个被访问的时候就预取其他几个到内存中，大大减少了读取其他几个文件时的网络开销。本文对所提出方案进行了理论上的分析，证明了本文提出的方案能一定程度上减少HDFS客户端向NameNode发送的RPC请求数目，而减少的效率与文件的琐碎程度等其他要素有关。 2)给出了一种虚拟盘类云存储的访问控制解决方案。虚拟盘类云存储多数具有Web客户端，目前主要靠HTTP请求操作文件系统以及文件系统本身的安全机制执行。本文在原有服务器架构的基础上引入了安全服务器，从而将身份验证部分集中化，并且系统能更高效地执行多样地访问控制机制。 3)给出了一种虚拟盘类云存储数据安全的解决方案。本文提出的机制中，给每个文件提供了文件密钥，给每个用户也提供用户密钥，，在此基础上阐述了一系列密钥分发的机制。除此之外，此机制还支持了加密数据的组群分享，也保障了用户密钥的安全性，对今后研究更大规模存储系统的加密机制具有一定的借鉴意义。
【关键词】：云计算 云存储 Hadoop HDFS 小文件 加密 数据安全 多人共享 访问控制
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 研究背景与意义14-15
• 1.1.1 研究背景14-15
• 1.1.2 研究意义15
• 1.2 研究面临的问题以及国内外研究进展15-21
• 1.2.1 有关 HDFS 处理小文件方面面临的问题以及研究现状15-18
• 1.2.2 有关网盘式云存储安全面临的问题以及研究现状18-21
• 1.3 本文的主要贡献21
• 1.4 论文的主要内容与章节安排21-23
• 第二章 云计算和云存储简介23-34
• 2.1 云计算的概念23
• 2.2 云计算的两种定义23-27
• 2.2.1 部署模型的定义24-26
• 2.2.2 服务模型的定义26-27
• 2.3 云计算的特性27-28
• 2.3.1 云计算的优势27-28
• 2.3.2 云计算的劣势28
• 2.4 云计算与其他高性能计算方式的对比28-29
• 2.4.1 网格计算28-29
• 2.4.2 志愿计算29
• 2.4.3 关系型数据库29
• 2.5 云存储的概念29-32
• 2.5.1 云存储相对于普通存储方式的特点30
• 2.5.2 云存储的分类30-32
• 2.6 云计算的安全32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第三章 HADOOP 简介34-44
• 3.1 Hadoop 项目34-35
• 3.2 Hadoop 集群的组成35-36
• 3.3 Hadoop 文件系统——HDFS36-41
• 3.3.1 HDFS 的文件读写方式36-39
• 3.3.2 HDFS 中的通信机制39
• 3.3.3 HDFS 与非分布式文件系统相比的特殊性39-41
• 3.4 Hadoop 的访问控制41-43
• 3.4.1 Hadoop 在安全性方面的不足41
• 3.4.2 Kerberos 在 Hadoop 中的使用41-42
• 3.4.3 委托令牌42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 一种提高 HDFS 处理小文件性能的方式44-56
• 4.1 Chandrasekar 方案的描述与分析44-46
• 4.1.1 方案描述44-46
• 4.1.2 上述方案的缺陷和不足46
• 4.2 本文方案的设计46-51
• 4.2.1 新的延展块46-47
• 4.2.2 新的结构映射表47-48
• 4.2.3 新方案下文件的读写48-50
• 4.2.4 文件相关性的记录50-51
• 4.2.5 文件块重组51
• 4.3 方案分析51-54
• 4.3.1 文件访问链的存在性51-52
• 4.3.2 效率分析52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 一种网盘类云存储访问控制解决方案56-65
• 5.1 网盘类云存储的特点56
• 5.2 网盘类云存储对于访问控制的需求56-57
• 5.3 Hoop 及添加了 Hoop 的 Hadoop 集群架构57-60
• 5.4 安全服务器60-61
• 5.4.1 加入安全服务器后的系统结构60
• 5.4.2 安全服务器上数据库的结构60-61
• 5.5 访问控制方案描述61-64
• 5.5.1 用户注册61
• 5.5.2 用户登录及身份验证61-62
• 5.5.3 用户提交请求62
• 5.5.4 用户权限验证62-63
• 5.5.5 文件的分享63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 一种网盘类云存储数据安全解决方案65-76
• 6.1 研究网盘类云存储加密策略应该注意的问题65-66
• 6.2 方案设计66-73
• 6.2.1 总体架构66
• 6.2.2 数据库结构66-67
• 6.2.3 文件上传与获取67-68
• 6.2.4 群组的创建68-69
• 6.2.5 文件的组间共享与删除69-70
• 6.2.6 用户退出组70-71
• 6.2.7 延迟更新组密钥机制71-72
• 6.2.8 文件密钥的更新72-73
• 6.3 方案分析73-75
• 6.3.1 安全性分析73-74
• 6.3.2 性能分析74-75
• 6.4 本章小结75-76
• 第七章 总结与展望76-78
• 7.1 本文主要工作与创新点76
• 7.2 后续研究工作76-78
• 7.2.1 小文件方面76-77
• 7.2.2 加密策略方面77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 赵晓永;杨扬;孙莉莉;陈宇;;基于Hadoop的海量MP3文件存储架构[J];计算机应用;2012年06期

2 吕志泉;张敏;冯登国;;云存储密文访问控制方案[J];计算机科学与探索;2011年09期

3 郭平;但光祥;;云计算中的混合加密算法[J];吉林大学学报(工学版);2012年S1期

4 袁玉;崔超远;乌云;陈祝红;;单机下Hadoop小文件处理性能分析[J];计算机工程与应用;2013年03期

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本文编号：344925