CN107612917A - 云计算环境下对日志存储使用3des加密算法加密的方法 - Google Patents
云计算环境下对日志存储使用3des加密算法加密的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，包括如下步骤：a)建立云计算平台；b)初始化管理节点A；c)把参与云计算的所有服务节点向管理节点A注册；d)在管理节点A上设置3DES加密所需的密钥；e)服务提供节点S和日志存储节点L接收管理节点A下发的3DES密钥信息后保存到各节点内，启动加密算法，对日志进行加密，然后存储。能够适应云计算环境下复杂的软硬件设备和多种开发语言，可以并行执行，可不影响正常业务执行，占用系统资源低、执行效率高，本可以保护敏感数据。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，具体涉及一种云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法。
背景技术
目前主流的云计算节点的日志存储和加密方式，还是通过传统的模式来实现，这些模式包括使用syslog日志工具上传日志至服务器统一管理，进行集中化存储、日志文件方式存储、日志数据在数据库表中存储以及公钥密码、分组密码、序列密码、PKI技术等。
传统模式在新的云计算环境下，存在以下的问题：
1、密码技术经过多年的发展和实践，已经有了十分完整的体系，但是在这信息高速发展的时代，各种威胁对安全构成了严重的挑战，已有的密码技术对这些威胁的抵抗显得有些力不从心。
2、日志加密存储占用空间多，效率低下，在传统的加密方式下，加密解密速度慢，无法满足架构系统的查询查看，并且加密方式对运行环境要求大，无法满足随意迁移，对以后的系统升级和迁移造成不便。
因此如果针对业务的个性化要求，对日志存储使用3DES加密算法进行加密时，目前的常规软硬件工具还做不到。而且在互联网云计算的环境下，多个日志存储分布在世界各地，传统的技术也无法真正实现对分散在多个服务器上的日志信息进行有效安全防护的目标。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种对日志存储使用3DES加密算法加密的方法、兼容性强、占用系统资源第、执行效率高的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，包括如下步骤：
a)建立云计算平台，该云计算平台设有N个独立运行的服务节点，服务节点包括管理节点A、日志节点L、数据存储节点D以及服务提供节点S；
b)初始化管理节点A，使管理节点A提供认证所需的Key文件和口令；
c)把参与云计算的所有服务节点向管理节点A注册，注册时提供Key文件和口令作为认证依据；
d) 在管理节点A上设置3DES加密所需的密钥，并把该信息保存，随后将该信息下发到对应的服务提供节点S和日志存储节点L上；
e) 服务提供节点S和日志存储节点L接收管理节点A下发的3DES密钥信息后保存到各节点内，启动加密算法，对日志进行加密，然后存储。
进一步的，步骤b)中的初始化管理节点A的过程为：
b-1)启动管理节点A；
b-2）查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存，配置信息获取成功后，进入等待状态，等待数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L前来注册。
进一步的，步骤d)中对于不同的服务节点，设置不同的3DES密钥，各个节点按照各自接收到的3DES密钥，对日志执行加密存储。
进一步的，步骤c)中向管理节点A注册过程为：
c-1) 启动预注册的服务节点，该服务节点启动成功后，查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存；
c-2) 配置信息获取成功后，向管理节点A注册，并提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求；
c-3) 管理节点A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把预注册服务节点的信息保存到自身资源库中，在管理节点A的管理控制平台上，新增注册的服务节点。
进一步的，步骤c)中向管理节点A注册的服务节点包括数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L。
进一步的，步骤d) 中先将不同的节点设置各自的３ＤＥＳ密钥，并保存，之后后管理节点A通过调用服务提供节点S和日志存储节点L的导航下载功能，把设定好的３ＤＥＳ密钥发送到所有日志存储节点L和服务提供节点S中，服务提供节点S接收到日志存储３ＤＥＳ密钥后，保存到本地。
进一步的，步骤e) 中云服务平台服务提供节点S在产生新的日志的时候，依照３ＤＥＳ密钥对日志进行加密，把加密后的日志存储节点中，日志存储节点L接收到加密后的日志，校验数据来源是否合法，对合法的数据包，执行日志存储操作，如果数据来源不合法则返回非法存储的信息。
进一步的，步骤e) 中当服务提供节点S产生日志需要保存时，将服务提供节点S存储的３ＤＥＳ密钥进行加密，加密后的日志信息被发送到预设的日志存储节点L上，日志存储节点L执行保存工作，并把执行保存操作是否成功的信息反馈给服务提供节点S。
本发明的有益效果是：本云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法基于多个可以独立运行的服务节点，能够适应云计算环境下复杂的软硬件设备和多种开发语言，不依赖特定的设备或软件，而现有技术都是依赖特定硬件、操作系统或者软件工具来实现，相比现有技术，本发明所述方法具有较强的兼容性。本方法根据日志的重要程度，分别设置不同的３DES密钥，然后支持针对不同存储节点制定不同的3DES密钥，把具体的加密工作下发到各个服务节点上完成，使用一种化整为零的形式完成各自节点操作日志的加密工作，可以并行执行，可不影响正常业务执行。而传统环境下必须集中对整个应用的所有日志进行集中式的加密，所需时间长，产生的文件大，占用主机资源多，甚至会干扰到正常业务的应用。因此本方法具有占用系统资源低、执行效率高的特点。保护敏感数据，重要程度高的日志属于需要重点保护的对象，可以设置不同的3DES密钥分别进行加密，并支持多个节点并发操作加密行为。而传统方式，只要一个口令被破解，整个日志里所有敏感数据就全部被泄漏出去了。因此本可以保护敏感数据。
附图说明
图1为本发明的将数据日志存储所需3DES密钥下发的流程图；
图2为本发明的云计算平台使用3DES算法加密日志后存储的流程图。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。
一种云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，包括如下步骤：
a)建立云计算平台，该云计算平台设有N个独立运行的服务节点，服务节点包括管理节点A、日志节点L、数据存储节点D以及服务提供节点S。
b)初始化管理节点A，使管理节点A提供认证所需的Key文件和口令。
c)把参与云计算的所有服务节点向管理节点A注册，注册时提供Key文件和口令作为认证依据，注册后可以在管理节点A上看到所有的服务节点日志信息，为后期设置加密存储做好准备。
d) 在管理节点A上设置3DES加密所需的密钥，并把该信息保存，随后将该信息下发到对应的服务提供节点S和日志存储节点L上，尤其是对于不同的服务提供节点S和日志存储节点L，可以设置不同的3DES密钥。
e) 服务提供节点S和日志存储节点L接收管理节点A下发的3DES密钥信息后保存到各节点内，启动加密算法，对日志进行加密，然后存储。
本云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法基于多个可以独立运行的服务节点，能够适应云计算环境下复杂的软硬件设备和多种开发语言，不依赖特定的设备或软件，而现有技术都是依赖特定硬件、操作系统或者软件工具来实现，相比现有技术，本发明所述方法具有较强的兼容性。本方法根据日志的重要程度，分别设置不同的３DES密钥，然后支持针对不同存储节点制定不同的3DES密钥，把具体的加密工作下发到各个服务节点上完成，使用一种化整为零的形式完成各自节点操作日志的加密工作，可以并行执行，可不影响正常业务执行。而传统环境下必须集中对整个应用的所有日志进行集中式的加密，所需时间长，产生的文件大，占用主机资源多，甚至会干扰到正常业务的应用。因此本方法具有占用系统资源低、执行效率高的特点。保护敏感数据，重要程度高的日志属于需要重点保护的对象，可以设置不同的3DES密钥分别进行加密，并支持多个节点并发操作加密行为。而传统方式，只要一个口令被破解，整个日志里所有敏感数据就全部被泄漏出去了。因此本可以保护敏感数据。
优选的，步骤b)中的初始化管理节点A的过程为：
b-1)启动管理节点A；
b-2）查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存，配置信息获取成功后，进入等待状态，等待数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L前来注册。
优选的，步骤d)中对于不同的服务节点，设置不同的3DES密钥，各个节点按照各自接收到的3DES密钥，对日志执行加密存储，以提高系统的安全性。
所谓3DES（或称为Triple DES），是三重数据加密算法（TDEA，Triple DataEncryption Algorithm）块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强，原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解；3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。
优选的，步骤c)中向管理节点A注册过程为：
c-1) 启动预注册的服务节点，该服务节点启动成功后，查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存；
c-2) 配置信息获取成功后，向管理节点A注册，并提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求；
c-3) 管理节点A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把预注册服务节点的信息保存到自身资源库中，在管理节点A的管理控制平台上，新增注册的服务节点。
优选的，步骤c)中向管理节点A注册的服务节点包括数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L。
优选的，步骤d) 中先将不同的节点设置各自的３ＤＥＳ密钥，并保存，之后后管理节点A通过调用服务提供节点S和日志存储节点L的导航下载功能，把设定好的３ＤＥＳ密钥发送到所有日志存储节点L和服务提供节点S中，服务提供节点S接收到日志存储３ＤＥＳ密钥后，保存到本地。
优选的，步骤e) 中云服务平台服务提供节点S在产生新的日志的时候，依照３ＤＥＳ密钥对日志进行加密，把加密后的日志存储节点中，日志存储节点L接收到加密后的日志，校验数据来源是否合法，对合法的数据包，执行日志存储操作，如果数据来源不合法则返回非法存储的信息。
优选的，步骤e) 中当服务提供节点S产生日志需要保存时，将服务提供节点S存储的３ＤＥＳ密钥进行加密，加密后的日志信息被发送到预设的日志存储节点L上，日志存储节点L执行保存工作，并把执行保存操作是否成功的信息反馈给服务提供节点S。
下面通过一个具体的实例对本发明的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法作出进一步说明：
首先进行软硬件环境准备，包括：
设备：三台服务器，交换机
操作系统：Server2008或者Linux都可
软件：MySQL5.1以上版本、Tomcat6以上版本、Java1.7以上版本
技术准备：WebService WSDL通信协议、SpringMVC Web框架
具体实施步骤为：
第一步：搭建一个云计算平台，在三台服务器上完成软件安装，然后在每台服务器上创建三个服务节点，一共9个服务节点。其中包括：管理节点A，数据存储节点D1、D2、D3、D4、D5，服务提供节点S1、S2以及日志节点L1、L2、L3、L4、L5。首先启动管理节点，然后启动数据存储节点、服务提供节点、日志节点。
服务节点可以理解为一个服务器上的一组服务进程，这一组服务进程可以互相配合，完成云计算所需的服务请求。每一个服务节点都有自己的属性，节点属性是指服务节点上这一组服务进程能够提供的功能。每个服务节点有自己基本的节点属性，并提供基本的服务通讯接口（例如节点登录、节点身份验证等）。此外，每个节点根据预设的功能不同，提供额外的服务。节点根据属性（即提供的服务）的不同，分为几大类：
管理节点A：负责管理整个云计算架构中，所有服务节点；负责节点的安全认证和导航信息的发布；负责设置所有节点3DES密钥，并下发；
日志节点L：负责记录各个节点的操作日志信息；
数据存储节点D：负责按照预设值，存储提交的数据信息。并把操作日志信息发送给日志节点L进行保存；负责接收管理节点下发的3ＤＥＳ密钥，并利用密钥加密日志。
服务提供节点S：负责响应用户发送的各类请求，并进行分析汇总，把分析拆分后的信息，发送给各个数据存储节点D，并接收、汇总数据存储节点D的应答信息。负责接收管理节点下发的3ＤＥＳ密钥，并利用密钥加密日志。
第二步：初始化管理节点A
1、管理节点A启动
管理节点A启动成功后，查询本地数据库获取本服务节点配置信息放入内存。配置信息
包含：
| 序号 | 内容 | 类型 | 示例 |
| 1 | 服务注册码 | String | IP141-SERVER-KEY |
| 2 | 服务访问地址 | String | http://192.168.1.100:8080/Manager/webservices，支持Https |
| 3 | 服务访问用户名 | String | Admin |
| 4 | 服务访问密码 | String | 123(支持MD5等多种方式加密) |
| 5 | 服务节点类型 | String | A:管理节点 |
| 6 | 服务节点版本 | String | 1.0 |
配置信息获取成功后，进入等待状态，等待数据存储服务节点、服务节点和日志节点前来注册。
第三步：初始化云服务平台中其他节点，并向管理节点Ａ注册
1、数据存储节点D启动
节点启动成功后，查询本地数据库获取本服务节点配置信息放入内存。配置信息如下表所示，其包含：
配置信息获取成功后，向管理服务节点注册操作，此时提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求，管理节点A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把数据存储节点D的信息保存到自身资源库中，此时在A的管理控制平台上，就可以看到新增了一个数据存储节点Ｄ。
2、服务提供类节点S启动
节点启动成功后，查询本地数据库获取本服务节点配置信息放入内存。配置信息如下表所示，其包含：
| 序号 | 内容 | 类型 | 示例 |
| 1 | 服务注册码 | String | IP143-SERVER-KEY |
| 2 | 服务访问地址 | String | http://192.168.1.102:8080/Manager/webservices支持Https |
| 3 | 服务访问用户名 | String | Admin |
| 4 | 服务访问密码 | String | 123(支持MD5等多种方式加密) |
| 5 | 服务节点类型 | String | S:服务节点 |
| 6 | 服务节点版本 | String | 1.0 |
| 7 | 管理服务节点访问地址 | String | http://192.168.1.100:8080/Manager/webservices |
| 8 | 管理服务节点访问用户 | String | Admin |
| 9 | 管理服务节点访问密码 | String | 123 |
配置信息获取成功后，向管理服务节点注册操作，此时提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求，A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把服务提供节点S的信息保存到自身资源库中。此时在A的管理控制平台上，就可以看到新增了一个服务提供节点Ｓ。
3、日志节点L启动
节点启动成功后，查询本地数据库获取本服务节点配置信息放入内存。配置信息如下表所示，其包含：
配置信息获取成功后，向管理服务节点注册操作，此时提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求，A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把日志节点L的信息保存到自身资源库中。此时在A的管理控制平台上，就可以看到新增了一个日志节点L。
第四步：设置日志存储３ＤＥＳ密钥
在管理节点A完成所有节点的注册操作后，在管理节点A的数据库中，包含所有节点的信息。框架管理员可以进行手动设定各个节点所使用的３ＤＥＳ密钥，可以指定设置不同的３ＤＥＳ密钥。
举例说明管理节点的画面中服务访问规则设定功能如下：
数据存储内容如下表所示：
| 序号 | 说明 | 长度 |
| 1 | 用户账户 | 32 |
| 2 | 用户姓名 | 10 |
| 3 | 性别 | 2 |
| 4 | 身份证号码 | 18 |
| 5 | 联系方式 | 32 |
| 6 | 家庭地址 | 128 |
管理服务节点设置日志存储加密规则如下表所示：
| 序号 | 说明 | 存储节点 |
| 1 | 数据库日志 | 日志存储节点L1 |
| 2 | 操作日志 | 日志存储节点L2 |
| 3 | 错误日志 | 日志存储节点L3 |
| 4 | 系统日志 | 日志存储节点L4 |
| 5 | 服务器日志 | 日志存储节点L5 |
管理服务节点设定好以上3DES密钥后，通过调用服务节点和日志存储节点的导航下载功能（WebService服务），把设定完成的3DES密钥发送到所有日志和服务节点中。如图1所示，为将日志存储3DES密钥下发的流程图。
服务节点接收到日志存储3DES密钥后，在产生日志，需要存储前，调用3DES加密引擎，依照3DES密钥对日志加密后，再存储到不同的日志存储节点中。
日志存储节点接受到日志存储后，对数据来源进行验证，如果符合则存储，如果不符合则返回非法存储的信息。
第五步：使用３ＤＥＳ算法加密日志
在完成第四步设置日志加密３ＤＥＳ密钥后，云服务平台就可以正常工作，产生运行日志，并调用３ＤＥＳ算法加密日志信息，然后发送给日志存储节点进行保存。如图2所示，为云计算平台使用3DES算法加密日志然后存储的流程图。
通过以上的方式，可以有效完成对日志存储使用3DES加密算法加密，保护日志信息在遭遇意外硬件故障时，不会丢失；在遭受黑客入侵，数据文件泄露时，能有效保护数据信息的安全，防止信息外泄。
Claims (8)
1.一种云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)建立云计算平台，该云计算平台设有N个独立运行的服务节点，服务节点包括管理节点A、日志节点L、数据存储节点D以及服务提供节点S；
b)初始化管理节点A，使管理节点A提供认证所需的Key文件和口令；
c)把参与云计算的所有服务节点向管理节点A注册，注册时提供Key文件和口令作为认证依据；
d) 在管理节点A上设置3DES加密所需的密钥，并把该信息保存，随后将该信息下发到对应的服务提供节点S和日志存储节点L上；
e) 服务提供节点S和日志存储节点L接收管理节点A下发的3DES密钥信息后保存到各节点内，启动加密算法，对日志进行加密，然后存储。
2.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于，步骤b)中的初始化管理节点A的过程为：
b-1)启动管理节点A；
b-2）查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存，配置信息获取成功后，进入等待状态，等待数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L前来注册。
3.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于：步骤d)中对于不同的服务节点，设置不同的3DES密钥，各个节点按照各自接收到的3DES密钥，对日志执行加密存储。
4.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于，步骤c)中向管理节点A注册过程为：
c-1) 启动预注册的服务节点，该服务节点启动成功后，查询本地数据库，获取本服务节点配置信息放入内存；
c-2) 配置信息获取成功后，向管理节点A注册，并提供管理节点A提供的服务注册码和服务访问密码，向管理节点A发出注册请求；
c-3) 管理节点A接收到注册请求后，进行验证，验证通过后把预注册服务节点的信息保存到自身资源库中，在管理节点A的管理控制平台上，新增注册的服务节点。
5.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于:步骤c)中向管理节点A注册的服务节点包括数据存储节点D、服务提供节点S和日志节点L。
6.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于：步骤d) 中先将不同的节点设置各自的３ＤＥＳ密钥，并保存，之后后管理节点A通过调用服务提供节点S和日志存储节点L的导航下载功能，把设定好的３ＤＥＳ密钥发送到所有日志存储节点L和服务提供节点S中，服务提供节点S接收到日志存储３ＤＥＳ密钥后，保存到本地。
7.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于：步骤e) 中云服务平台服务提供节点S在产生新的日志的时候，依照３ＤＥＳ密钥对日志进行加密，把加密后的日志存储节点中，日志存储节点L接收到加密后的日志，校验数据来源是否合法，对合法的数据包，执行日志存储操作，如果数据来源不合法则返回非法存储的信息。
8.根据权利要求1所述的云计算环境下对日志存储使用3DES加密算法加密的方法，其特征在于：步骤e) 中当服务提供节点S产生日志需要保存时，将服务提供节点S存储的３ＤＥＳ密钥进行加密，加密后的日志信息被发送到预设的日志存储节点L上，日志存储节点L执行保存工作，并把执行保存操作是否成功的信息反馈给服务提供节点S。
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