4.1 基本方案
数据加密是一个比较好的保证数据安全的方案。在云端存储数据之前最好能先加密数据。数据的拥有者能将数据的访问权给予特定的用户群体。应当设计一个包括认证、数据加密、数据正确性、数据恢复等功能的模型去保证数据在云端的安全。
为了保证数据不能被非授权访问，将数据加密使其完全对于其他用户无法解析是一个比较好的方法。在上传数据到云端之前，建议用户验证数据是否在本地有完整的备份，可以通过计算文件的哈希值来验证数据是否一致。数据传输应当采用加密方式，防止敏感信息被中间人监听。SaaS要求必须在物理层面和应用层面将不同用户的数据隔离。可以使用采用基于角色的访问控制或者是自主访问控制，以及分布式的访问控制架构控制云计算中的数据访问。一个设计良好的访问控制机制可以极大地保护数据的安全，还可以采用入侵防御系统实时监测网络入侵。入侵防御系统主要功能为识别可疑行为，记录行为的详细信息并试图阻止。
上述基本方案可以解决数据保障、数据正确性、数据访问及保密性等问题。但是，在实际应用中没有考虑效率，仅仅作为基本手段不能满足用户云环境数据共享的特定需求。
4.2 属性基加密
属性基加密(Attribute-based Encryption)相对于传统的公用密钥加密具有很大的优势。传统的公用密钥加密采用公私钥对，公钥加密的信息只能用私钥解密，保证了仅有接收人能得到明文;私钥加密的信息只能用公钥解密，保证了信息的来源。公钥基础设施体系和对称加密方式相比，解决了信息的保密性、完整性、不可否认性问题。属性基加密则在公用密钥加密的基础上，更多考虑了数据共享和访问控制的问题。在属性基加密系统中，密钥由属性集合标识。仅当公私钥对指定的属性相同或者具有规定的包含关系时，才能完成解密密文。例如，用户如果为了数据安全将文档加密，但是需要同公司的人能解密该密文，那么可以设置密钥的属性位“组织”，只有属性位“组织”为该用户公司的密钥才能将该密文解密，不满足条件的密钥则不能解密，如图1所示。
属性基加密分为密钥策略(KP-ABE)和密文策略(CP-ABE)。KP-ABE模式中，密文具有属性集合，解密密钥则和访问控制策略关联。加密方定义了能成功解密密文的密钥需要满足的属性集合。KP-ABE模式适用于用户查询类应用，例如搜索、视频点播等。CP-ABE模式中，加密方定义了访问控制策略，访问控制策略被包含在密文内，而密钥仅仅是属性的集合。CP-ABE模式主要适用于访问控制类应用，例如社交网站、电子医疗等。
属性基加密方式，不仅可以应用在云存储共享中，在审计日志共享方面也有很广泛的应用。审计日志共享大都存在时间段的限制，属性基加密方式可以在密文中添加时间属性位和用户属性，提供对不同用户共享不同时间段日志的功能。属性基加密紧密结合了访问控制的特性，在传统公用密钥的基础上，提高了数据共享的方便程度。
属性基加密虽然提高了数据共享的方便程度，但是没有从根本上解决云环境数据加解密过程中，解密为明文导致的敏感数据泄露问题。
4.3 代理重加密
由于云环境是公用的，用户无法确定服务提供商是否严格的将用户资料保存，不泄露给第三方。所以，当用户之间有在云环境中共享资料的需求时，必须考虑资料的保密性问题。
用户A希望和用户B共享自己的数据，但是不希望直接将自己的.私钥Pa给B，否则B能直接用Pa解密自己采用私钥加密的其他数据。对于这种情况，有一些解决方案。
(1)用户A将加密数据从云端取回，解密后通过安全方式(例如采用用户B的公钥加密)发送给用户B。这种方式要求用户A必须一直在线，存在一定的局限性，并且数据量比较大时，本地耗费的计算量可能非常大。
(2)用户A可以将自己的私钥给云服务提供商，要求提供数据共享的服务。在这种情况中，用户A必须相信云端不会将私钥泄露。
(3)用户A可以采用一对一加密机制。A将解密密钥分发给每个想共享数据的用户，A必须针对每个用户生成并存储不同的加密密钥和密文。当新用户数量很多时，这个方案造成了磁盘空间的大量占用，存储数据冗余度高。
代理重加密(Proxy Re-Encryption)手段可以很好的解决云环境数据共享的问题。代理重加密手段设立了一个解密代理。首选A由私钥Pa和B的公钥Pb计算出转换密钥Rk。转换密钥可以直接将由私钥Pa加密的密文转加密为由公钥Pb加密的密文。在转换过程中，A的原始密文不会解密为明文，而转加密后的密文也只能由用户B解密。当用户B想访问A共享的资料时，只需要解密代理使用Rk将A的密文转换为只有B能解密的密文即可。这种机制保证了包括云在内的所有第三方都不能获取A共享给B的明文，如图2所示。
代理重加密解决了云环境中数据共享而不泄露明文的基本问题，侧重于数据的保密。该技术手段关注数据的保密性，未考虑实际应用中数据共享方便程度等其他问题。
4.4 基于代理重加密的属性基加密方法
代理重加密技术可以和在云存储中使用的属性基加密机制结合，属性基加密侧重于加密方面的访问控制，而代理重加密从加密手段上保证了数据的隐秘性。通过将这两种机制结合，用户可以更加高效的分享数据。数据拥有者可以根据新的访问控制规则生成转换密钥，然后将转换密钥上传至云服务器，服务器将原有的密文转加密为新的密文。新的密文在不影响原有用户解密的情况下，可以使新用户成功解密。而在转换原有密文的整个过程中，服务器无法将密文解密为明文。
该类加密方法既保证了转换效率，又保证了数据的保密性。此类方法中，不考虑抗选择密文攻击的算法计算转换密钥的资源消耗相对较小，考虑了抗选择密文攻击的算法资源消耗量和密钥属性基的大小正相关。5 结束语
虽然云计算是一个带来了很多益处给用户的新兴技术，但它也同时面临着很多安全方面的挑战。本文说明了云计算方面的安全挑战和对应的解决方案，从而降低云计算可能带来的安全风险。为了保证云存储的安全访问，在技术层面，可以采用健壮的数据加密机制;在管理层面，采用合适的令牌管理机制，分发令牌给用户从而保证数据只能被授权的访问。随着云计算的普及，相信云服务提供商和用户对于云环境数据安全方面会越来越重视。在相关安全策略实施后，云计算能在提供良好服务的同时，让用户使用更加放心。【云计算环境数据安全研究论文】相关文章：
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