一種新型云計算分布式數(shù)據(jù)加密方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種新型云計算分布式數(shù)據(jù)加密方法及系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明一種新型云計算分布式數(shù)據(jù)加密方法及系統(tǒng)屬于電子通訊領(lǐng)域。
[0002]云計算具有以下幾個主要特征:
(I)資源配置動態(tài)化。根據(jù)消費者的需求動態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當增加一個需求時，可通過增加可用的資源進行匹配，實現(xiàn)資源的快速彈性提供；如果用戶不再使用這部分資源時，可釋放這些資源。云計算為客戶提供的這種能力是無限的，實現(xiàn)了 IT資源利用的可擴展性。
[0003](2)需求服務(wù)自助化。云計算為客戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無需同提供商交互就可自動得到自助的計算資源能力。同時云系統(tǒng)為客戶提供一定的應用服務(wù)目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務(wù)項目和內(nèi)容。
[0004](3)網(wǎng)絡(luò)訪問便捷化，客戶可借助不同的終端設(shè)備，通過標準的應用實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)訪問的可用能力，使對網(wǎng)絡(luò)的訪問無處不在。
[0005](4)服務(wù)可計量化。在提供云服務(wù)過程中，針對客戶不同的服務(wù)類型，通過計量的方法來自動控制和優(yōu)化資源配置。即資源的使用可被監(jiān)測和控制，是一種即付即用的服務(wù)模式。
[0006](5)資源的虛擬化。借助于虛擬化技術(shù).將分布在不同地區(qū)的計算資源進行整合.實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的共享。[3]
概念Wiki定義:云計算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動態(tài)可伸縮的虛擬化的資源的計算模式。
[0007]原文:Cloud computing is a style of computing in which dynamicallyscalable and often virtualized resources are provided as a service over theInternet.美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)定義:云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應用軟件，服務(wù))，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應商進行很少的交互?！霸朴嬎恪备拍畋淮罅窟\用到生產(chǎn)環(huán)境中，國內(nèi)的“阿里云”與云谷公司的XenSystem，以及在國外已經(jīng)非常成熟的Intel和IBM，各種“云計算”的應服務(wù)范圍正日漸擴大，影響力也無可估量。
[0008]原文:Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient,on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources(e.g.，networks, servers, storage, applicat1ns, and services) that can berapidly provis1ned and released with minimal management effort or serviceprovider interact1n[4].云計算常與網(wǎng)格計算、效用計算、自主計算相混淆。
[0009]網(wǎng)格計算:分布式計算的一種，由一群松散I禹合的計算機組成的一個超級虛擬計算機，常用來執(zhí)行一些大型任務(wù)；
效用計算=IT資源的一種打包和計費方式，比如按照計算、存儲分別計量費用，像傳統(tǒng)的電力等公共設(shè)施一樣；
自主計算:具有自我管理功能的計算機系統(tǒng)。
[0010]事實上，許多云計算部署依賴于計算機集群(但與網(wǎng)格的組成、體系結(jié)構(gòu)、目的、工作方式大相徑庭)，也吸收了自主計算和效用計算的特點。[5]
簡史1983年,太陽電腦(Sun Microsystems)提出“網(wǎng)絡(luò)式電腦” (“The Network isthe Computer”), 2006 年 3 月，亞馬遜(Amazon)推出彈性計算云(Elastic Compute Cloud ；EC2)服務(wù)。
[0011]2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克.施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大會(SES San Jose 2006)首次提出“云計算” (Cloud Computing)的概念。Google “云端計算”源于Google工程師克里斯托弗.比希利亞所做的“Google 101”項目。
[0012]2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園，包括卡內(nèi)基梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等，推廣云計算的計劃，這項計劃希望能降低分布式計算技術(shù)在學術(shù)研究方面的成本，并為這些大學提供相關(guān)的軟硬件設(shè)備及技術(shù)支持(包括數(shù)百臺個人電腦及BladeCenter與System x服務(wù)器,這些計算平臺將提供1600個處理器，支持包括LinUX、Xen、Had00p等開放源代碼平臺)。而學生則可以通過網(wǎng)絡(luò)開發(fā)各項以大規(guī)模計算為基礎(chǔ)的研究計劃。
[0013]2008年I月30日，Google宣布在臺灣啟動“云計算學術(shù)計劃”，將與臺灣臺大、交大等學校合作，將這種先進的大規(guī)模、快速將云計算技術(shù)推廣到校園。
[0014]2008年2月I日，IBM (NYSE:1BM)宣布將在中國無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心(Cloud Computing Center)。
[0015]2008年7月29日，雅虎、惠普和英特爾宣布一項涵蓋美國、德國和新加坡的聯(lián)合研究計劃，推出云計算研究測試床，推進云計算。該計劃要與合作伙伴創(chuàng)建6個數(shù)據(jù)中心作為研究試驗平臺，每個數(shù)據(jù)中心配置1400個至4000個處理器。這些合作伙伴包括新加坡資訊通信發(fā)展管理局、德國卡爾斯魯厄大學Steinbuch計算中心、美國伊利諾伊大學香賓分校、英特爾研究院、惠普實驗室和雅虎。
[0016]2008年8月3日，美國專利商標局網(wǎng)站信息顯示，戴爾正在申請“云計算”(CloudComputing)商標,此舉旨在加強對這一未來可能重塑技術(shù)架構(gòu)的術(shù)語的控制權(quán)。
[0017]2010年3月5日，Novell與云安全聯(lián)盟(CSA)共同宣布一項供應商中立計劃，名為“可信任云計算計劃(Trusted Cloud Initiative)”。
[0018]2010年7月，美國國家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴爾等支持廠商共同宣布“OpenStack”開放源代碼計劃，微軟在2010年10月表示支持OpenStack與Windows Server 2008 R2 的集成；而 Ubuntu 已把 OpenStack 加至 11.04 版本中。
[0019]2011年2月，思科系統(tǒng)正式加入OpenStack,重點研制OpenStack的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。[6] 演化云計算主要經(jīng)歷了四個階段才發(fā)展到現(xiàn)在這樣比較成熟的水平，這四個階段依次是電廠模式、效用計算、網(wǎng)云計算的演進格計算和云計算。
電廠模式階段:電廠模式就好比是利用電廠的規(guī)模效應，來降低電力的價格，并讓用戶使用起來更方便，且無需維護和購買任何發(fā)電設(shè)備。
[0020]效用計算階段:在1960年左右，當時計算設(shè)備的價格是非常高昂的，遠非普通企業(yè)、學校和機構(gòu)所能承受，所以很多人產(chǎn)生了共享計算資源的想法。1961年，人工智能之父麥肯錫在一次會議上提出了 “效用計算”這個概念，其核心借鑒了電廠模式，具體目標是整合分散在各地的服務(wù)器、存儲系統(tǒng)以及應用程序來共享給多個用戶，讓用戶能夠像把燈泡插入燈座一樣來使用計算機資源，并且根據(jù)其所使用的量來付費。但由于當時整個IT產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，很多強大的技術(shù)還未誕生，比如互聯(lián)網(wǎng)等，所以雖然這個想法一直為人稱道，但是總體而言“叫好不叫座”。
[0021]網(wǎng)格計算階段:網(wǎng)格計算研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多低性能的計算機來處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來攻克大問題?？上У氖?，由于網(wǎng)格計算在商業(yè)模式、技術(shù)和安全性方面的不足，使得其并沒有在工程界和商業(yè)界取得預期的成功。
[0022]云計算階段:云計算的核心與效用計算和網(wǎng)格計算非常類似，也是希望IT技術(shù)能像使用電力那樣方便，并且成本低廉。但與效用計算和網(wǎng)格計算不同的是，在需求方面已經(jīng)有了一定的規(guī)模，同時在技術(shù)方面也已經(jīng)基本成熟了 [7]。
[0023]服務(wù)形式Iaas還是PaaS
云計算可以認為包括以下幾個層次的服務(wù):基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)，平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。
[0024]IaaS
IaaS (Infrastructure-as-a- Service):基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費者通過 Internet 可以從完善的計算機基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。IaaS錢途
Iaas通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供計算機(物理機和虛擬機)、存儲空間、網(wǎng)絡(luò)連接、負載均衡和防火墻等基本計算資源；用戶在此基礎(chǔ)上部署和運行各種軟件，包括操作系統(tǒng)和應用程序。
[0025]PaaS
PaaS(Platform-as-a- Service):平臺即服務(wù)。PaaS實際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應用的開發(fā)速度。
[0026]平臺通常包括操作系統(tǒng)、編程語言的運行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)器，用戶在此平臺上部署和運行自己的應用。用戶不能管理和控制底層的基礎(chǔ)設(shè)施，只能控制自己部署的應用。
[0027]SaaS
SaaS (Software-as-a- Service):軟件即服務(wù)。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用一種新型Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動。
[0028]云提供商在云端安裝和運行應用軟件，云用戶通過云客戶端(通常是Web瀏覽器)使用軟件。云用戶不能管理應用軟件運行的基礎(chǔ)設(shè)施和平臺，只能做有限的應用程序設(shè)置。
[0029]ACaaS
ACaaS (Access control as a Service):門禁即服務(wù),是一種新型云技術(shù)的門禁控制，當今市場有兩種典型的門禁即服務(wù):真正的云服務(wù)與機架服務(wù)器托管。真正的云服務(wù)是具備多租戶、可擴展及冗余特點的服務(wù)，需要構(gòu)建專用的數(shù)據(jù)中心，而提供多租戶解決方案也是一項復雜工程，因此會導致高昂的成本，所以大部分的門禁即服務(wù)仍屬于機架服務(wù)器托管，而非真正的云服務(wù)。想要在門禁即服務(wù)市場中尋找新機會的廠商首先需要確定提供哪一種主機解決方案、銷售許可的方式以及收費模式[8]。
[0030]應用云物聯(lián)
“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。
[0031]物聯(lián)網(wǎng)的兩種業(yè)務(wù)模式:
1.MAI (M2M Applicat1n Integrat1n),內(nèi)部 MaaS ;
2.MaaS (M2M As A Service), MMO, Mult1-Tenants (多租戶模型)。
[0032]隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的增加，對數(shù)據(jù)存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求:
1.云計算:從計算中心到數(shù)據(jù)中心在物聯(lián)網(wǎng)的初級階段，PoP即可滿足需求；
2.在物聯(lián)網(wǎng)高級階段，可能出現(xiàn)MVN0/MM0營運商(國外已存在多年)，需要虛擬化云計算技術(shù)，SOA等技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的泛在服務(wù):T