[论文解读] Effective Ways of Secure, Private and Trusted Cloud Computing

Pardeep Kumar, Vivek Kumar Sehgal+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 14, 2011

Cloud Data Security Solutions参考文献 19被引用 37

一句话总结

本文提出了一种效用云模型，通过利用加密和访问控制机制等新兴技术，以增强云计算中的安全性、隐私性和信任度。它展示了第三方云提供商如何通过结构化的信任框架，在跨国界环境中确保数据的机密性和完整性，从而实现在分布式环境中的可靠且安全的远程数据处理。

ABSTRACT

Cloud computing is an Internet-based computing, where shared resources, software and information, are provided to computers and devices on-demand. It provides people the way to share distributed resources and services that belong to different organization. Since cloud computing uses distributed resources in open environment, thus it is important to provide the security and trust to share the data for developing cloud computing applications. In this paper we assess how can cloud providers earn their customers' trust and provide the security, privacy and reliability, when a third party is processing sensitive data in a remote machine located in various countries? A concept of utility cloud has been represented to provide the various services to the users. Emerging technologies can help address the challenges of Security, Privacy and Trust in cloud computing.

研究动机与目标

• 解决在远程、地理分布的数据中心由第三方处理敏感数据时，云计算中信任、安全和隐私方面的挑战。
• 开发一种框架，使云服务提供商即使在外国司法管辖区存储和处理数据，也能赢得客户信任。
• 评估新兴技术如何被整合到云架构中，以确保数据的机密性、完整性和可用性。
• 提出一种效用云模型，支持可扩展、按需提供的安全且可信的云服务。

提出的方法

• 设计一种抽象基础设施资源并提供对计算服务按需访问的效用云架构。
• 实施强加密和访问控制机制，以保护静态和传输中的数据。
• 集成身份和访问管理（IAM）系统，以在多租户环境中强制执行细粒度访问策略。
• 使用可信执行环境（TEEs）和基于硬件的安全模块，隔离敏感计算。
• 应用同态加密和安全多方计算等密码学技术，实现在加密数据上的计算，而无需暴露明文。
• 基于可审计性、透明度以及符合国际数据保护标准，建立信任模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 在远程、跨国环境中处理敏感信息时，云服务提供商如何确保数据机密性？
• RQ2 哪些架构和密码学机制可用于在云服务提供商与其客户之间建立信任？
• RQ3 当数据在不同法律管辖区存储和处理时，如何保护隐私？
• RQ4 新兴技术在实现安全可信的云计算中发挥什么作用？
• RQ5 效用云模型如何支持可扩展、安全且保护隐私的云服务？

主要发现

• 所提出的效用云模型通过集成端到端加密和访问控制，有效支持安全且私密的数据处理。
• 可信执行环境的使用显著降低了来自不可信云服务提供商的数据泄露风险。
• 同态加密等密码学技术允许在不暴露明文的情况下对加密数据进行计算，从而增强隐私保护。
• 该框架通过强制实施数据主权和访问策略，支持符合国际数据保护法规。
• 审计日志和透明度机制的集成，增强了客户对第三方云服务提供商的信任。
• 该模型在多租户、跨国界的云环境中具备实际部署的可行性。