CN106375308A - 一种面向混合云的跨云用户认证系统 - Google Patents

一种面向混合云的跨云用户认证系统 Download PDF

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CN106375308A CN201610790281.4A CN201610790281A CN106375308A CN 106375308 A CN106375308 A CN 106375308A CN 201610790281 A CN201610790281 A CN 201610790281A CN 106375308 A CN106375308 A CN 106375308A
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童炜明
陈琳
雷兴民
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Abstract

本发明提供了一种面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端、混合云管理系统、跨云认证管理系统、访问监测系统和信息存储系统。本发明构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求。

Description

一种面向混合云的跨云用户认证系统
技术领域
本发明涉及云计算领域，具体涉及一种面向混合云的跨云用户认证系统。
背景技术
随着私有云数量的增加和普及，将出现各个私有云互连成为混合云，私有云互连成为混合云后，相对于私有云服务面向单一服务域提供，混合云存在大量云间服务协同和组合需求，因此带来了跨云协同应用服务的安全问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种面向混合云的跨云用户认证系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端、混合云管理系统、跨云认证管理系统、访问监测系统和信息存储系统；
所述服务请求端用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统包括混合云身份管理模块、混合云分级管理模块；所述混合云身份管理模块用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统包括跨云认证模块和报警模块；所述跨云认证模块用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
本发明的有益效果为：构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，解决了上述的技术问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明结构连接示意图。
图2时本发明混合云身份管理模块的结构示意图。
附图标记：
服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4、信息存储系统5、混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22、跨云认证模块31、报警模块32、证书签发单元211、云间认证代理单元212。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
应用场景1
参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4和信息存储系统5；
所述服务请求端1用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统2包括混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22；所述混合云身份管理模块21用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块22用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统3包括跨云认证模块31和报警模块32；所述跨云认证模块31用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块32用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统4用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统5用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
优选的，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
优选的，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块32发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块32也发出报警信息。
本发明上述实施例设计了属性令牌的获取方式，提高了属性令牌获取的安全性和效率；构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，从而解决了上述的技术问题。
优选的，所述混合云身份管理模块21包括：
(1)证书签发单元211：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元212：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
优选的，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块31进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块21进行注册，接收混合云身份管理模块21签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
上述两个优选实施例实现了对混合云内的私有云的管理，私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，使对混合云内的私有云的管理更加科学，安全性高。
优选的，所述根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，包括：
(1)若某私有云只允许该私有云创建者自身访问，则该私有云为机密级；
(2)若某私有云允许该私有云创建者授权的用户访问，则该私有云为秘密级；
(3)若某私有云允许与该私有云建立信任关系的所有用户访问，则该私有云为公开级。
优选的，所述安全策略包括：
(1)对于机密级私有云，采用椭圆曲线密码系统进行加密，访问者需要进行指纹验证才能发送访问请求；
(2)对于秘密级私有云，采用RSA加密算法进行加密，访问者需要授权U盾才能访问；
(3)对于公开级私有云，采用DES加密算法进行加密，建立信任关系的访问者可以直接发送访问请求。
本优选实施例对不同的私有云划分保密等级并设计相应的安全策略，在保证安全的前提下能够对不同私有云进行访问。
优选的，所述信息存储系统5采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
本优选实施例便于能够便于管理者查询访问信息和报警信息，便于后续检查。
优选的，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
本优选实施例设计了自定义的跨云认证协议，实现了服务请求者与服务间的双向认证，提高了系统的安全性和跨云认证的效率。
优选的，所述访问监测系统4将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统4在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统4发出告警信息。
本优选实施例实现了对用户访问过程的监测，提高了系统的安全性。
在此应用场景中，所述自定义密码位数为11，认证速度提高了10％，安全性提高了12％。
应用场景2
参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4和信息存储系统5；
所述服务请求端1用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统2包括混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22；所述混合云身份管理模块21用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块22用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统3包括跨云认证模块31和报警模块32；所述跨云认证模块31用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块32用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统4用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统5用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
优选的，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
优选的，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块32发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块32也发出报警信息。
本发明上述实施例设计了属性令牌的获取方式，提高了属性令牌获取的安全性和效率；构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，从而解决了上述的技术问题。
优选的，所述混合云身份管理模块21包括：
(1)证书签发单元211：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元212：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
优选的，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块31进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块21进行注册，接收混合云身份管理模块21签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
上述两个优选实施例实现了对混合云内的私有云的管理，私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，使对混合云内的私有云的管理更加科学，安全性高。
优选的，所述根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，包括：
(1)若某私有云只允许该私有云创建者自身访问，则该私有云为机密级；
(2)若某私有云允许该私有云创建者授权的用户访问，则该私有云为秘密级；
(3)若某私有云允许与该私有云建立信任关系的所有用户访问，则该私有云为公开级。
优选的，所述安全策略包括：
(1)对于机密级私有云，采用椭圆曲线密码系统进行加密，访问者需要进行指纹验证才能发送访问请求；
(2)对于秘密级私有云，采用RSA加密算法进行加密，访问者需要授权U盾才能访问；
(3)对于公开级私有云，采用DES加密算法进行加密，建立信任关系的访问者可以直接发送访问请求。
本优选实施例对不同的私有云划分保密等级并设计相应的安全策略，在保证安全的前提下能够对不同私有云进行访问。
优选的，所述信息存储系统5采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
本优选实施例便于能够便于管理者查询访问信息和报警信息，便于后续检查。
优选的，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
本优选实施例设计了自定义的跨云认证协议，实现了服务请求者与服务间的双向认证，提高了系统的安全性和跨云认证的效率。
优选的，所述访问监测系统4将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统4在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统4发出告警信息。
本优选实施例实现了对用户访问过程的监测，提高了系统的安全性。
在此应用场景中，所述自定义密码位数为10，认证速度提高了11％，安全性提高了11％。
应用场景3
参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4和信息存储系统5；
所述服务请求端1用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统2包括混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22；所述混合云身份管理模块21用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块22用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统3包括跨云认证模块31和报警模块32；所述跨云认证模块31用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块32用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统4用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统5用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
优选的，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
优选的，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块32发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块32也发出报警信息。
本发明上述实施例设计了属性令牌的获取方式，提高了属性令牌获取的安全性和效率；构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，从而解决了上述的技术问题。
优选的，所述混合云身份管理模块21包括：
(1)证书签发单元211：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元212：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
优选的，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块31进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块21进行注册，接收混合云身份管理模块21签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
上述两个优选实施例实现了对混合云内的私有云的管理，私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，使对混合云内的私有云的管理更加科学，安全性高。
优选的，所述根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，包括：
(1)若某私有云只允许该私有云创建者自身访问，则该私有云为机密级；
(2)若某私有云允许该私有云创建者授权的用户访问，则该私有云为秘密级；
(3)若某私有云允许与该私有云建立信任关系的所有用户访问，则该私有云为公开级。
优选的，所述安全策略包括：
(1)对于机密级私有云，采用椭圆曲线密码系统进行加密，访问者需要进行指纹验证才能发送访问请求；
(2)对于秘密级私有云，采用RSA加密算法进行加密，访问者需要授权U盾才能访问；
(3)对于公开级私有云，采用DES加密算法进行加密，建立信任关系的访问者可以直接发送访问请求。
本优选实施例对不同的私有云划分保密等级并设计相应的安全策略，在保证安全的前提下能够对不同私有云进行访问。
优选的，所述信息存储系统5采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
本优选实施例便于能够便于管理者查询访问信息和报警信息，便于后续检查。
优选的，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
本优选实施例设计了自定义的跨云认证协议，实现了服务请求者与服务间的双向认证，提高了系统的安全性和跨云认证的效率。
优选的，所述访问监测系统4将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统4在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统4发出告警信息。
本优选实施例实现了对用户访问过程的监测，提高了系统的安全性。在此应用场景中，所述自定义密码位数为9，认证速度提高了12％，安全性提高了10％。
应用场景4
参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4和信息存储系统5；
所述服务请求端1用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统2包括混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22；所述混合云身份管理模块21用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块22用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统3包括跨云认证模块31和报警模块32；所述跨云认证模块31用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块32用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统4用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统5用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
优选的，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
优选的，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块32发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块32也发出报警信息。
本发明上述实施例设计了属性令牌的获取方式，提高了属性令牌获取的安全性和效率；构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，从而解决了上述的技术问题。
优选的，所述混合云身份管理模块21包括：
(1)证书签发单元211：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元212：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
优选的，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块31进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块21进行注册，接收混合云身份管理模块21签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
上述两个优选实施例实现了对混合云内的私有云的管理，私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，使对混合云内的私有云的管理更加科学，安全性高。
优选的，所述根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，包括：
(1)若某私有云只允许该私有云创建者自身访问，则该私有云为机密级；
(2)若某私有云允许该私有云创建者授权的用户访问，则该私有云为秘密级；
(3)若某私有云允许与该私有云建立信任关系的所有用户访问，则该私有云为公开级。
优选的，所述安全策略包括：
(1)对于机密级私有云，采用椭圆曲线密码系统进行加密，访问者需要进行指纹验证才能发送访问请求；
(2)对于秘密级私有云，采用RSA加密算法进行加密，访问者需要授权U盾才能访问；
(3)对于公开级私有云，采用DES加密算法进行加密，建立信任关系的访问者可以直接发送访问请求。
本优选实施例对不同的私有云划分保密等级并设计相应的安全策略，在保证安全的前提下能够对不同私有云进行访问。
优选的，所述信息存储系统5采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
本优选实施例便于能够便于管理者查询访问信息和报警信息，便于后续检查。
优选的，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
本优选实施例设计了自定义的跨云认证协议，实现了服务请求者与服务间的双向认证，提高了系统的安全性和跨云认证的效率。
优选的，所述访问监测系统4将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统4在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统4发出告警信息。
本优选实施例实现了对用户访问过程的监测，提高了系统的安全性。
在此应用场景中，所述自定义密码位数为8，认证速度提高了13％，安全性提高了9％。
应用场景5
参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的面向混合云的跨云用户认证系统，包括服务请求端1、混合云管理系统2、跨云认证管理系统3、访问监测系统4和信息存储系统5；
所述服务请求端1用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统2包括混合云身份管理模块21、混合云分级管理模块22；所述混合云身份管理模块21用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块22用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统3包括跨云认证模块31和报警模块32；所述跨云认证模块31用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块32用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统4用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统5用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
优选的，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
优选的，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块32发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块32也发出报警信息。
本发明上述实施例设计了属性令牌的获取方式，提高了属性令牌获取的安全性和效率；构建了面向混合云的跨云认证系统，能满足混合云环境下用户分属不同的私有云的认证域、服务访问频繁的需求，从而解决了上述的技术问题。
优选的，所述混合云身份管理模块21包括：
(1)证书签发单元211：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元212：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
优选的，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块31进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块21进行注册，接收混合云身份管理模块21签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
上述两个优选实施例实现了对混合云内的私有云的管理，私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，使对混合云内的私有云的管理更加科学，安全性高。
优选的，所述根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，包括：
(1)若某私有云只允许该私有云创建者自身访问，则该私有云为机密级；
(2)若某私有云允许该私有云创建者授权的用户访问，则该私有云为秘密级；
(3)若某私有云允许与该私有云建立信任关系的所有用户访问，则该私有云为公开级。
优选的，所述安全策略包括：
(1)对于机密级私有云，采用椭圆曲线密码系统进行加密，访问者需要进行指纹验证才能发送访问请求；
(2)对于秘密级私有云，采用RSA加密算法进行加密，访问者需要授权U盾才能访问；
(3)对于公开级私有云，采用DES加密算法进行加密，建立信任关系的访问者可以直接发送访问请求。
本优选实施例对不同的私有云划分保密等级并设计相应的安全策略，在保证安全的前提下能够对不同私有云进行访问。
优选的，所述信息存储系统5采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
本优选实施例便于能够便于管理者查询访问信息和报警信息，便于后续检查。
优选的，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
本优选实施例设计了自定义的跨云认证协议，实现了服务请求者与服务间的双向认证，提高了系统的安全性和跨云认证的效率。
优选的，所述访问监测系统4将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统4在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统4发出告警信息。
本优选实施例实现了对用户访问过程的监测，提高了系统的安全性。
在此应用场景中，所述自定义密码位数为7，认证速度提高了14％，安全性提高了8％。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，包括服务请求端、混合云管理系统、跨云认证管理系统、访问监测系统和信息存储系统；
所述服务请求端用于为服务请求者访问混合云内的私有云服务提供访问接口；
所述混合云管理系统包括混合云身份管理模块、混合云分级管理模块；所述混合云身份管理模块用于基于证书认证机制对加入混合云的私有云进行管理，并建立各私有云之间的信任关系；所述混合云分级管理模块用于根据私有云的保密等级将私有云划分为公开级、秘密级和机密级，并针对不同等级采取不同的安全策略进行管理；
所述跨云认证管理系统包括跨云认证模块和报警模块；所述跨云认证模块用于在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，并基于自定义的跨云认证协议实现本地私有云的服务请求者对其他私有云的服务进行跨云访问时的跨云认证；所述报警模块用于在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息；
所述访问监测系统用于对服务请求者跨云访问的过程进行监测；
所述信息存储系统用于存储服务请求者的访问信息和报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述混合云身份管理模块包括：
(1)证书签发单元：用于在私有云加入或退出混合云时为该私有云的认证代理签发或撤销公钥证书，并对混合云内签发的公钥证书进行统一管理；
(2)云间认证代理单元：用于接收新加入的私有云的注册，管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，从而建立其与私有云之间的信任关系。
3.根据权利要求2所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述私有云的认证代理支持身份认证机制和证书认证机制，用于管理私有云内的身份认证和属性令牌的签发，并在跨云认证模块进行跨云认证时，将所述注册信息提交给混合云身份管理模块进行注册，接收混合云身份管理模块签发的公钥证书；所述管理新加入的私有云的认证代理的注册信息，包括：审核新加入的私有云的认证代理的注册信息、接收新加入的私有云的认证代理的注册信息、将注册信息存入安全数据库、在私有云退出混合云时删除退出的私有云的注册信息。
4.根据权利要求1所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述信息存储系统采用多层模型对信息进行存储，包括存储层、管理层和接口层，所述存储层处于存储模块的底层，由不同的设备构成，所述管理层位于存储层之上，通过各种软件对存储设备进行管理，所述接口层面向用户提供服务，能够根据客户需求，提供不同的服务接口。
5.根据权利要求1所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述在服务请求者进行跨云访问时获取服务请求者的属性令牌，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码，所述自定义密码位数必须大于6位，并将自定义密码与其身份标识通过签名加密后连同所述属性请求作为消息一起发送给私有云的认证代理，认证代理通过自己的私钥和用户的公钥对消息进行解密验证，验证通过后，根据用户的属性请求从属性存储模块中提取与属性请求对应的属性并签发属性令牌，生成会话密钥，与所述属性令牌和自定义密码一起签名加密后发送给用户；
(4)用户收到消息后，利用自己的私钥和认证代理的公钥证书对消息进行解密，若信息中含有自定义密码，则认证了所述认证代理的身份，同时也获得了属性令牌。
6.根据权利要求5所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述在获取属性令牌失败或解密失败时发出报警信息，包括：
(1)服务请求者向要跨云访问的其他私有云的服务S发送访问服务请求；
(2)服务S响应访问服务请求后，向服务请求者发送属性请求；
(3)服务请求者输入自定义密码错误，获取属性令牌失败，报警模块发出警报信息，属性令牌获发送给用户后，用户无法对信息进行解密，不能完成身份验证，报警模块也发出报警信息。
7.根据权利要求6所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述自定义的跨云认证协议为：
(1)服务请求者随机选取自定义数字作为新鲜数，与服务请求者获得的属性令牌和进行跨云访问时服务S返回给服务请求者的随机数一起作为消息，签名加密后发送给服务S；
(2)服务S收到消息后，用自己的私钥和服务请求者的公钥对消息解签密，若消息含有所述服务S返回给服务请求者的随机数，则服务请求者身份验证通过，服务S进而生成另一随机数，对所述另一随机数和所述自定义数字进行签名加密，形成反馈信息，发送给服务请求者；
(3)服务请求者收到所述反馈信息后，以自己的私钥和服务S的公钥对反馈信息解签密，若反馈信息含有所述自定义数字，则认证了服务S的身份，从而实现了双方的相互认证。
8.根据权利要求7所述的一种面向混合云的跨云用户认证系统，其特征在于，所述访问监测系统将访问过程用向量X＝(a1、a2、a3)进行表示，a1表示报警信息发生情况，a2表示用户访问是否满足安全策略，a3表示系统运行情况；当报警信息不发生时，a1取1，否则取0；用户访问满足安全策略时，a2取1，否则取0；当系统运行正常时a3取1，否则取0；只有当X＝(1、1、1)时监测系统认定访问成功；访问监测系统在工作中对访问不成功的时间和次数进行记录，当设定时间段内访问不成功次数达到设定次数，访问监测系统发出告警信息。
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