CN106973070A - 一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法 - Google Patents

一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法，涉及信息安全技术，其系统架构主要包括客户端、云加密服务中心和云中心大数据平台；由客户端生成对称密钥，并通过安全通道发送给云加密服务中心，云加密服务中心接收并加密原始数据，将其保存到云中心大数据中心；云中心大数据平台进行大数据分析时，先通过云加密服务中心进行数据解密，再进行分布式数据处理，通过云加密服务中心将计算结果加密后传回客户端。本发明保证了数据传输的安全性，保证了云中心大数据平台无法获得客户的原始数据，保护了客户的隐私数据；有效的解决了利用云端大数据服务平台带来的敏感数据保护问题。

Description

一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术、大数据技术和云计算技术领域，具体的说是一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法。
背景技术
随着移动互联网、物联网、社交媒体等新兴业务服务的开展，促使数据成三维特征的增长，信息数据的体量、信息的种类以及信息数据的分析速度都正以前所未有的速度增长，大数据的时代已经来临。大量组织迫切需要对已经收集到的海量数据进行分析处理，以达到更好的管理和利用大数据资源的目的，不断提高企业的核心竞争力。
近年来，云计算技术不断发展，大量应用系统转向云端，云中心已经聚合了大量的物理硬件资源，并采用虚拟化技术将物理硬件设备的硬件资源进行抽象，实现了统一分配、调度和管理异构的网络计算资源。在这些基础设施之上，云中心已经开始提供大数据分析和计算服务，可以帮助组织快速搭建起自己的大数据平台和应用。组织可以通过租用的方式使用云中心的大数据计算资源，在这种情况下，在便捷的使用云中心大数据服务的同时，如何能保证原始数据以及数据分析结果的安全性成为亟须解决的问题。
发明内容
本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法。
本发明所述一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述大数据计算托管服务安全认证方法，由客户端、云中心大数据平台、云加密服务中心构成构成一安全认证系统，其中，所述客户端负责上传原始数据，生成对称密钥，并验证云加密服务中心的身份；加密上传密钥以及大数据分析结果的解密；所述云加密服务中心负责加解密及认证服务；所述云中心大数据平台提供大数据计算服务，负责数据文件的读取及分析，并提供结果输出；
其实现过程主要包括如下两个部分：客户端向云中心大数据平台上传原始数据，以及客户端利用云中心大数据平台进行数据分析。
优选的，所述客户端向云中心大数据平台上传原始数据，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，上传原始数据；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端生成对称密钥，并保存到硬件设备中；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收到步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，客户端通过TLS方式，将原始数据发送到云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对原始数据进行加密，再将加密后数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接收数据并保存到云端；
步骤九，云加密服务中心销毁对称密钥。
优选的，所述客户端利用云中心大数据平台进行数据分析，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，使用其大数据计算资源；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端从硬件设备中读取对称密钥；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，云中心大数据平台将待计算的加密数据发送给云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对加密数据进行解密，再将解密后的数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接接收到的数据直接在内存中进行计算，并将结果发送给云加密服务中心；
步骤九，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥对结果进行加密，再将加密后数据发送给客户端；
步骤十，客户端接收到结构数据，并使用本地对称密钥进行解密，获得大数据分析计算结果；
步骤十一，云加密服务中心销毁对称密钥；
步骤十二，客户端销毁本地对称密钥。
一种大数据计算托管服务安全认证系统，其系统架构主要包括客户端、云加密服务中心和云中心大数据平台；其中，所述客户端负责上传原始数据，生成对称密钥，并验证云加密服务中心的身份；加密上传密钥以及大数据分析结果的解密；所述云加密服务中心负责加解密及认证服务；所述云中心大数据平台提供大数据计算服务，负责数据文件的读取及分析，并提供结果输出；
由客户端生成对称密钥，并通过安全通道发送给云加密服务中心，云加密服务中心接收并加密原始数据，将其保存到云中心大数据中心；云中心大数据平台进行大数据分析时，先通过云加密服务中心进行数据解密，再进行分布式数据处理，通过云加密服务中心将计算结果加密后传回客户端。
本发明所述一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法，与现有技术相比具有的有益效果是：本发明中，对称加解密的密钥是由客户端产生，密钥的传输过程使用云加密服务中心的临时密钥对进行加密，保证了密钥传输的安全性，同时客户需要其身份的合法性；另一方面，原始数据的传输采用TLS，保证了数据传输的安全性；另外，整个加解密的过程以及密钥传输的过程由云加密服务中心和客户端完成，云中心大数据平台所进行的数据分析和计算都是在内存中进行，并且其输入文件都是密文存储的，保证了云中心大数据平台无法获得客户的原始数据，保护了客户的隐私数据；
可见，本方法将大数据服务平台和云安全服务平台相结合，通过对原始数据以及数据分析结果的加解密，有效的解决了利用云端大数据服务平台带来的敏感数据保护问题。
附图说明
附图1为所述大数据计算托管服务安全认证系统的示意图；
附图2为客户端向云中心大数据平台上传原始数据的流程图；
附图3为客户端利用云中心大数据平台进行数据分析的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明所述一种大数据计算托管服务安全认证系统和方法进一步详细说明。
本发明提出的大数据计算托管服务安全认证系统和方法，将大数据服务平台和云安全服务平台相结合，在客户端、云中心大数据平台、云加密服务中心的基础上，通过对原始数据以及数据分析结果进行加解密，实现客户端利用大数据平台进行数据分析的安全性，有效解决了利用云端大数据服务平台带来的敏感数据保护问题。
实施例：
本实施例所述大数据计算托管服务安全认证系统，如附图1所示，该安全认证系统的架构主要包括客户端、云加密服务中心和云中心大数据平台；其中，
所述客户端负责上传原始数据，生成对称密钥，并验证云加密服务中心的身份；加密上传密钥以及大数据分析结果的解密；所述云加密服务中心负责加解密及认证服务；所述云中心大数据平台提供大数据计算服务，负责数据文件的读取及分析，并提供结果输出；
由客户端生成对称密钥，并通过安全通道发送给云加密服务中心，云加密服务中心接收并加密原始数据，将其保存到云中心大数据中心；云中心大数据平台进行大数据分析时，先通过云加密服务中心进行数据解密，再进行分布式数据处理，通过云加密服务中心将计算结果加密后传回客户端。
采用上述大数据计算托管服务安全认证系统，进行大数据计算托管服务安全认证，在客户端、云中心大数据平台、云加密服务中心构成的安全认证系统下，其实现过程主要包括如下两个部分：客户端向云中心大数据平台上传原始数据，以及客户端利用云中心大数据平台进行数据分析。
所述客户端向云中心大数据平台上传原始数据，如附图2所示，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，上传原始数据；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端生成对称密钥，并保存到硬件设备中；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收到步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，客户端通过TLS方式，将原始数据发送到云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对原始数据进行加密，再将加密后数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接收数据并保存到云端；
步骤九，云加密服务中心销毁对称密钥。
上述步骤二中，签名证书的数字证书格式采用X.509标准格式，临时密钥算法可以使用RSA、ECC、SM2等，本实施中采用国密算法SM2，密钥强度为256位。
上述步骤三中，对称密钥算法可以使用AES、SM4、Blowfish等，本实施例采用国密算法SM4。
上述步骤六中，TLS加密信道协议使用SM2密钥交换协议。
所述客户端利用云中心大数据平台进行数据分析，如附图3所示，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，使用其大数据计算资源；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端从硬件设备中读取对称密钥；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，云中心大数据平台将待计算的加密数据发送给云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对加密数据进行解密，再将解密后的数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接接收到的数据直接在内存中进行计算，并将结果发送给云加密服务中心；
步骤九，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥对结果进行加密，再将加密后数据发送给客户端；
步骤十，客户端接收到结构数据，并使用本地对称密钥进行解密，获得大数据分析计算结果；
步骤十一，云加密服务中心销毁对称密钥；
步骤十二，客户端销毁本地对称密钥。
上述步骤二中，签名证书的数字证书格式采用X.509标准格式，临时密钥算法可以使用RSA、ECC、SM2等，本实施例采用国密算法SM2，密钥强度为256位。
上述步骤三中，对称密钥算法可以使用AES、SM4、Blowfish等，本实施例中采用国密算法SM4。
可知，本实施例所述大数据计算托管服务安全认证方法，对称加解密的密钥由客户端产生，密钥的传输过程中使用了云加密服务中心的临时密钥对进行加密，保证了密钥传输的安全性。另一方面，原始数据的传输采用TLS，保证了数据传输的安全性。整个加解密的过程以及密钥传输的过程，都是云加密服务中心和客户端完成的，云中心大数据平台所进行的数据分析和计算都是在内存中进行，并且其输入文件都是密文存储，保证了云中心大数据平台无法获得客户的原始数据，保护了客户的隐私数据。
具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 由客户端、云中心大数据平台、云加密服务中心构成构成一安全认证系统，其中，所述客户端负责上传原始数据，生成对称密钥，并验证云加密服务中心的身份；加密上传密钥以及大数据分析结果的解密；所述云加密服务中心负责加解密及认证服务；所述云中心大数据平台提供大数据计算服务，负责数据文件的读取及分析，并提供结果输出；
其实现过程主要包括如下两个部分：客户端向云中心大数据平台上传原始数据，以及客户端利用云中心大数据平台进行数据分析。
2.根据权利要求1所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 所述客户端向云中心大数据平台上传原始数据，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，上传原始数据；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端生成对称密钥，并保存到硬件设备中；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收到步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，客户端通过TLS方式，将原始数据发送到云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对原始数据进行加密，再将加密后数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接收数据并保存到云端；
步骤九，云加密服务中心销毁对称密钥。
3.根据权利要求2所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 上述步骤二中，签名证书的数字证书格式采用X.509标准格式，密钥算法使用RSA、ECC、SM2。
4.根据权利要求2所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 上述步骤二中，密钥算法采用国密算法SM2，密钥强度为256位。
5.根据权利要求2所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 上述步骤三中，对称密钥算法使用AES、SM4、Blowfish。
6.根据权利要求4所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 上述步骤三中，对称密钥算法采用国密算法SM4。
7.根据权利要求2所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 上述步骤六中，TLS加密信道协议使用SM2密钥交换协议。
8.根据权利要求2所述一种大数据计算托管服务安全认证方法，其特征在于, 所述客户端利用云中心大数据平台进行数据分析，其具体过程包括：
步骤一，客户端向云中心大数据平台提出请求，使用其大数据计算资源；
步骤二，云加密服务中心生成临时密钥对，并使用其签名证书对临时密钥封装数字信封，发送到客户端；
步骤三，客户端从硬件设备中读取对称密钥；
步骤四，客户端验证收到的数字信封，利用其提供的临时密钥对步骤三产生的对称密钥进行加密封装数字信封，并发送给云加密服务中心；
步骤五，云加密服务中心接收步骤四生成的数字信封，并验证数字信封获得对称密钥；
步骤六，云中心大数据平台将待计算的加密数据发送给云加密服务中心；
步骤七，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥，对加密数据进行解密，再将解密后的数据发送给云中心大数据平台；
步骤八，云中心大数据平台接接收到的数据直接在内存中进行计算，并将结果发送给云加密服务中心；
步骤九，云加密服务中心接收并利用步骤五得到的对称密钥对结果进行加密，再将加密后数据发送给客户端；
步骤十，客户端接收到结构数据，并使用本地对称密钥进行解密，获得大数据分析计算结果；
步骤十一，云加密服务中心销毁对称密钥；
步骤十二，客户端销毁本地对称密钥。
9.一种大数据计算托管服务安全认证系统，其特征在于,其系统架构主要包括客户端、云加密服务中心和云中心大数据平台；其中，所述客户端负责上传原始数据，生成对称密钥，并验证云加密服务中心的身份；加密上传密钥以及大数据分析结果的解密；所述云加密服务中心负责加解密及认证服务；所述云中心大数据平台提供大数据计算服务，负责数据文件的读取及分析，并提供结果输出；
由客户端生成对称密钥，并通过安全通道发送给云加密服务中心，云加密服务中心接收并加密原始数据，将其保存到云中心大数据中心；云中心大数据平台进行大数据分析时，先通过云加密服务中心进行数据解密，再进行分布式数据处理，通过云加密服务中心将计算结果加密后传回客户端。
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