移动云环境下基于终端上下文信息的数据保护研究

论文摘要

随着数字化和互联网的飞速发展,特别是Web2.0技术的发展,互联网上的数据量呈现高速增长的态势,导致了互联网数据处理能力的相对不足;同时互联网上存在着大量处于闲置状态的计算设备和存储资源,如果将其聚合起来统一调度提供服务则可以大大提高利用率,同时可以让更多的用户从中受益。云计算就是基于这种考虑,通过虚拟化技术将资源进行整合形成庞大的计算与存储网络,从而更好的为用户服务[1]。而随着移动终端的普及,将移动终端和云计算相结合形成移动云计算,可以很好的满足用户随时随地的资源访问和事务处理的需求,同时也可以解决移动终端在资源上不足的问题,而在这种计算架构下,安全将是用户面临的最主要的问题之一,解决安全问题将是移动云计算应用的关键。本文提出移动云环境下基于终端上下文信息的数据保护架构ASFC,因为在移动云环境下,由于终端的特殊性以及资源的有限性,使得大量的安全措施并不适用,这就要求在数据安全保护的过程中不能忽略终端的限制。ASFC数据保护架构包括信息感知、信息综合、数据决策以及决策执行四个模块。在数据决策模块中应用了层次分析的方法对数据安全保护策略进行决策,找出最适合于终端当前状态的数据安全保护方案,从而实现在对用户终端保护的同时,减少终端资源的耗费并提升事务处理性能,进而改善移动用户的事务处理体验。本文基于Hadoop搭建移动云计算环境,并利用Android智能手机作为终端来访问云端资源,以数据传输的事务处理为应用背景,以数据加密技术为数据保护方案示例,通过分析在数据传输过程中的时间耗费和终端电池电量的变化来反应事务处理性能和终端能耗情况。定量地分析了数据保护对事务处理性能和终端能耗的影响,从而得出数据保护对事务处理性能有着严重影响的结论。结果表明,移动终端在大数据量的传输过程中,应用基于ASFC能够最多节省17%的时间开销和13%的能量耗费。通过进一步的分析,从终端能量耗费和传输时延的减少效果上看,事务处理过程中进行的数据保护越复杂,ASFC可以带来的好处就越明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 主要研究内容
• 1.3 本文的组织结构
• 第二章 研究背景
• 2.1 云计算及其相关概念
• 2.1.1 服务模式
• 2.1.2 潜在特征
• 2.1.3 部署模式
• 2.1.4 相关研究工作
• 2.2 移动云计算及其概念
• 2.2.1 移动云计算研究现状及相关工作
• 2.2.2 移动云计算存在的问题及挑战
• 2.3 移动云环境下安全问题
• 2.3.1 云及移动云环境下的安全问题
• 2.3.2 移动云环境下安全问题挑战
• 2.3.3 云及移动云计算安全研究现状
• 2.3.4 安全套接字层SSL 简介
• 2.4 小结
• 第三章 移动云环境下数据保护研究
• 3.1 数据保护技术
• 3.1.1 加密技术
• 3.1.2 访问控制技术
• 3.1.3 信息隐藏技术
• 3.2 移动云环境下的数据保护
• 3.3 移动云环境下数据保护性能
• 3.3.1 测试方案选择
• 3.3.2 度量值选择
• 3.3.3 测试环境
• 3.3.4 测试结果
• 3.3.5 结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 基于终端上下文的数据保护架构ASFC
• 4.1 总体设计
• 4.2 ASFC 模块设计
• 4.2.1 信息感知模块
• 4.2.2 信息综合模块
• 4.2.3 决策模块
• 4.2.4 决策执行模块
• 4.2.5 整体架构
• 4.3 ASFC 架构实现
• 4.3.1 信息感知模块实现关键技术
• 4.3.2 信息综合模块实现
• 4.3.3 决策模块实现
• 4.4 小结
• 第五章 性能评测及分析
• 5.1 方案设计
• 5.2 测试结果
• 5.3 测试结果分析
• 5.3.1 ASFC 对时延的影响
• 5.3.2 ASFC 对能量耗费的影响
• 5.4 小结
• 第五章 工作总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果