云计算的三大问题和两个瓶颈

中国计算机报/2011年/8月/15日/第028版

技术专题

云计算的三大问题和两个瓶颈

公安部第一研究所吕诚昭宋伟航郝文江

云计算三大亟解难题

在走向市场化的过程中，云计算在安全性、性能和可用性方面呈现出了一些问题。这些问题的解决，要依靠更加先进的技术手段和对云计算的更深层次研究来解决。这些问题的解决过程中，云计算的市场地位将逐步得到确定。

云计算的安全问题

《适合于新时代的新安全模式》认为云计算安全改变了一切。云计算的可扩展性依赖于共享以前从来没有共享过资源，迫切要求一套新的最优安全方法。

云安全联盟（CSA）对于组织部署云计算资源提出了一些需要关注的关键IT操作领域：治理和企业风险评估，法律和合同问题，电子发现的程序，合规性和审计，信息生命周期管理，可携带和互操作性，业务连续性和灾难恢复，数据中心运营，事件响应、通知和补救，应用安全，加密和密钥管理，身份和访问管理，存储器操作，虚拟操作。

在传统的数据中心内，围绕需要保护的基础设施和数据构建稳定的边界，在适当的位置可以安置管理程序和控制。由于组织能够控制其服务器的位置并且利用全部物理硬件，这种部署比较容易管理。然而，在云中，由于应用动态地迁移并且组织与第三者共享同一个远程安置的物理硬件，边界变得模糊并且减弱了对安全的控制。

云不使用专用虚拟网（VPN）技术。这意味着匿名攻击可以像任何系统的合法用户或管理人员那样访问连接点。在传统的计算环境中，只有少数服务器可接入互联网。在云计算环境中，大多数服务器可接入互联网，这显然扩大了攻击面。在云中，多租赁意味着多个不同的个别终端用户群体共享相同的服务和/或资源。这些共享的环境在一个用户的资源堆内具有特殊的风险。风险隐现于共享该云的群体将会有意或无意地访问彼此的私有数据。特别是在基于IaaS的云中，安全研究者发现了在旧系统中不存在的全新漏洞。由于云消费者的数据存放在公共的存储器硬件中，松懈的管理或恶意攻击可能危及其安全。在云中，由于应用的边界是动态变化的，随着应用在云中的随机迁移，安全方案也必须是动态和虚拟的，即实现按需安全。

没有位置特异性有利于云服务的广泛可用性。然而无论用户或云供应商或者两者都不可能直接确认在特定云中计算资源的详细位置。在安全防卫者甚至不知道数据在什么地方的时候，设想他们如何保护数据？

云供应商能够如何识别用户的数据（为了法律和其它目的）？如果用户退出云方案，云供应商如何安全地抹去用户的数据？云计算的公营性质严重地影响到数据的隐私和机密性。云数据通常存储于纯文本中，并且几乎没有公司完全了解其数据存储所拥有的敏感级别。数据损失和泄漏是云中最严重的安全问题之一。

在存储和传送数据的时候，应当始终加密数据，在存储的时候使用单独的对称密钥。对用户密钥特有的保护将需要云供应商的一些合作。与专用硬件不同，在下列情况下将内存缓冲区清零不可能删除密钥：①内存被一个系统管理程序加固而使其持久地保存。②为了恢复的需要，虚拟机已经被快照获取。③虚拟机在连续地迁移到不同的硬件上。如何在云内安全地使用密钥是一个尚未解决的问题。

在决定如何鉴定大量的不同用户的时候，互联网的可接入性和多租赁形成挑战。因为常规的鉴定服务趋向使用共享的公共资源，资源缩放和多租赁使鉴定过程变得复杂。例如，在Active

Directory中，Everyone团体的成员能够看见和列出所有种类资源的清单。

第一代云要求所有终端用户在其数据库中具有单独的账号，必须分别登录到每个他们所具有账号的网站上。很明显，要求终端用户为他们将来要使用的每个Web服务注册和管理个别的登录账号是不切实际的。任何优良身份元系统的主要原则是用户应该只必须出示服务和事务处理所必需暴露最少的身份信息。关于广泛身份鉴定方案的工作仍然在进行之中。

在《内部威胁的真实程度》一书中，对3000名英国工人的调查结果显示，37%的人曾经与朋友和家庭共享特权的公司信息。即使58%的个人计算机与其他人共享或者至少能够被别人访问，21%的便携/桌面计算机拥有者曾经将公司的数据转移到其个人计算机中，14%的人承认将工作信息转移到个人的智能手机中。82%的回答者认为内部威胁等于或者比由外部攻击者对组织构成的威胁更大。内部安全可能是内部人员有意或无意而造成的，也可能是内外部勾结而进行的恶意攻击或窃取信息。但是，迄今为止，涉及云计算安全的文献中很少讨论云的内部安全问题。《防御内部威胁，降低IT风险》讨论了云计算、虚拟化和内部威胁。云计算中，内部人员不再仅仅是在防火墙之内的职工，并且也包括为组织提供云服务的服务供应商内部成员，这增加了内部威胁的复杂性。内部威胁明显地涉及到虚拟化，在关键服务器被虚拟化的时候，需要严格控制以限制特权用户控制那些虚拟服务器的权利。

参考资料

CA和Ponemon研究所：《云计算供应商的安全研究报告》

・大多数所调查的云计算供应商不将其云计算服务的安全作为竞争优势。

・大多数云供应商认为安全保护云是其消费者的责任而不是他们的责任。

・云计算技术供应商为安全分配的运营资源平均在10%或更少，并且不认为其服务能够满足所有用户的安全需求。

・所调查的云供应商表示，消费者购买云资源的主要理由是应用的更低成本和更快部署。

・大多数所调查的云计算供应商承认他们没有专门的安全人员来监管云应用、基础设施或平台的安全。

CA和Ponemon研究所：《云计算用户的安全》

・32%的云用户和32%的云供应商认为云供应商最有责任保证云服务的安全

・69%的云供应商认为云用户最有安全责任，而只有35%的用户认为其自己最有责任保证安全。

・16%的云供应商和33%的云用户认为应当分配保证安全的责任

云计算的性能问题

Compuware公司在2010年11月对几乎700个美国和欧洲企业进行独立调查，其中378个北美公司，英国、德国和法国各100个公司，并于2011年2月19日发布了《云中性能调查报告》。

《云中性能调查报告》认为，云计算性能严重地依赖于延伸交付链中的每一个组成部分：数据中心、传送网络（包括互联网、广域网、局域网或物理运输工具等）、其他服务供应商，甚至终端用户的设备和浏览器。

Compuware公司以前的研究清楚地证明，应用性能和收入之间存在直接的联系。例如，在公司网站页面响应时间接近4秒的时候，用户越来越感到灰心；在达到6秒的时候，33%的用户将放弃访问页面，并转向竞争企业的页面。

影响传送网络响应时间的因素包括：正在传送的数据总量、WAN的带宽、往返行程时间、应用轮流的数目、同时TCP会话的数目、服务器端的延迟和客户端的延迟。Riverbed Technology 公司在《释放云性能，使云的承诺成为现实》的报告中比较了IT发展的历史，分析了网络反应时间对公共云性能的影响。公共云可以或可以不“合并”，就是说，一个企业可以将其资产分离在其数据中心和其他人的云中，但是一些资产将在更远处的公共云中。将资源迁移到远离用户会导致性能问题。在云供应商方面有一个假设：如果他们管理其云内基础设施的性能，在云和终端