云环境数据库安全问题探究.pdf

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1、云环境数据库安全问题探究刘朝薛凯杨树国(青岛科技大学数理学院，山东青岛266061)[摘要】云计算数据库安全问题是制约云计算发展和应用的关键问题之一。首先介绍了云计算数据库的中心管理模式，然后分析了云计算数据库的优点，探讨了云计算数据库的缺陷以及目前所存在的安全问题，最后针对存在的问题提出一些安全策略。[关键词】云计算；教据库；安全策略1．引言近年来，随着信息技术的不断发展，人们对数据存储容量和运算速度的需求也越来越高，企事业单位和个人的数据存储与处理能力也越来越最得不足，与此同时，网络上还存在着大量的计算设备和存储资源没有得到充分的利用，正是日益增

2、长的存储、计算需求与网络上资源供给之间的矛盾，使得云计算成了当今IT领域内的一个研究热点。目前各大11r公司都建立了自己的云计算服务，如Google的MapReduce计算编程模式、分布式锁服务和分布式结构化数据存储系统Bigtable：亚马逊的弹性云计算EC2、简单存储服务s3、简单数据库服务SimpleDB和简单队列服务以及微软所推出的PaaS云计算模式等，都是云计算当前比较具有代表性的探索与应用。云计算是分布式计算、并行处理和网格计算的迸一步发展，它以互联网为基础，借助于互联网高速的传输能力将大量的数据和计算资源分布在大量计算机构成的资源池上，

3、将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到巨联网上的计算机集群中，把存储和计算作为一种服务提供给云用户。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(UtilityComputing)、基础设施即服务(InfrastructureasaService)、平台即服务(PlatformasaService)和软件即服务(SoftwareasaService)等概念混合演进并升跃的结果。云计算采用虚拟化技术，弱化了对终端设备的要求，用户无需了解云计算的具体运行机制，只需要一个简单的网络连接设备就可以获得自己需要的服务，这不仅在很大程度上实现了资源

4、的共享，而且节省了硬件资金的投入，也正是由于用户能够如此简单动态地享受云计算提供的各项服务，使得如何在频繁的存储与计算服务中保证云环境数据库的安全问题成为我们面临的主要问题。2．云环境数据库管理模式云环境数据库是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，它通过计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。因此，云环境数据库可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。云环境数据库需要存储的数据种类繁多，同时又要处理海量的服务请求，数据的读操作频率远大于数据的更新频率，因此云数据的管理主要采用数据库

5、领域中列存储的数据管理模式。目前最著名的是Google基于GFS和Chubby开发的分布式存储系统Bigtable，云环境数据库在管理模式上主要采用了Bigtable的数据模型、系统架构等数据库技术。Bigtable是一个分布式多维映射表，表中的数据是通过一个行关键字(RowKey)、一个列关键字(ColumnKey)以及一个时间戳(TimeStamp)进行索引。Bigtable对存储在其中的数据不做任何解析，一律看做字符串，具体数据结构的实现需要用户自行处理。Bigtable的数据存储格式如下图所不：“内容”“锚点：cnnsi．com”“锚点：my

6、．．100k．∞”l上I“⋯”+一t3“oDm．锄．“⋯”+一t5“CNN”·一t9“CNN．com”·一t8www．’，叶“⋯”·一t6图1Bigtable数据模型(t3、t5、t6为三个获取网页的时间戳)与传统数据相比，Bigtable不支持一般意义上的事物，但能保证对行的读写操作具有原子性，表中数据都是根据行关键字使用词典序进行排序的。而Bigtable并不是简单的存储所有列关键字，而是将其组成所谓的列族，通过列族方式组织的数据不但结构清晰明了，含义清楚，同时族也是Bigtable中访问控制的基本单元。Big

7、table主要由三个部分组成：客户端程序(ClientLibrary)、一个主服务器(MasterServer)和多个字表服务器(T曲leServer)，如图2：作者简介：刘朝。男，山东滔博人．礓士研究生，研究方向：信息安全。基金项目：山东省信息安全基全硬目：“云计算中动态防御机制及安全技术的研究”．项目壕号：ZR．2009GM017。一32—负责故障处理强掰空保存子表数据及日志负贾元数据存储及主喊野＆}的选择图2Bigtable的基本架构脚操怍其中WorkOueue是一个分布式任务调度器，主要用来处理分布式系统队列分组和任务调度，这使得云数据库在结

8、构上具有高扩展性，大大降低了主服务器的负载；GFS则是Google的分布式文件系统，Chubby在保证主服务