[發明專利]一種基于凈室環境的虛擬機安全遷移方法

有效

• 申請號: 201610016481.4
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105700945B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 王國軍;張少波;張雪艷;齊芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/455
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發明提供了一種基于凈室環境的虛擬機安全遷移方法，通過該方法在虛擬機遷移之前驗證目的物理計算機的可信性，保證虛擬機遷移到一個可信的物理計算機上，還可以確保虛擬機數據在傳輸過程中的機密性和完整性。而且該方法在一定程度上減少了遷移迭代的次數，提高了遷移效率，并且它的實現過程簡單、易操作。

技術領域

本發明屬于計算機科學與技術領域，特別涉及一種基于凈室環境的虛擬機安全遷移方法。

背景技術

近年來，云計算技術是計算機領域最為熱門的技術之一，被認為是未來計算技術發展的重要趨勢。為了更好的組織和維護云計算數據中心龐大物理設施資源，云計算系統引入了虛擬化技術，實現對物理資源的動態分割，以提高系統的資源利用率和降低管理難度。虛擬化技術的一個重要應用就是虛擬機的動態遷移，虛擬機動態遷移能夠保證虛擬機運行的情況下，實現虛擬機從一個物理主機到另一個物理主機的遷移，有助于實現數據中心的負載均衡以及方便維護。

國內外對虛擬機的遷移都做了大量研究，也取得了一定成果。例如，我們熟知的虛擬化軟件VMware，它利用VMotion技術在數據中心的服務器之間進行虛擬機遷移，通過將服務器、存儲和網絡設備完全虛擬化，能夠將正在運行的整個虛擬機實時地從一臺物理服務器遷移到另一臺物理服務器上，由于VMware是商業化產品，很多技術不開源。有文獻提出在虛擬機遷移技術中添加虛擬機監控器實時對虛擬機的資源使用情況進行監控，以便將負載過重的服務器上的虛擬機遷移到負載較輕的服務器上。有文獻提出將虛擬機內存數據使用算法進行壓縮后再遷移，以此減少遷移時間。還有文獻針對可信平臺模塊(TPM)設計密鑰體系，優化虛擬機密鑰遷移過程。總而言之，目前的大多數關于虛擬機遷移的研究工作都集中于優化虛擬機的遷移性能，例如優化虛擬機資源調度，減少虛擬機的遷移總時間，降低虛擬機遷移的資源占用率等等，而對虛擬機遷移過程的安全問題的研究相對較少。

虛擬機遷移在云計算技術中占有重要地位，其遷移數據很容易成為非法攻擊者的目標。非法攻擊者通過監聽、竊取和篡改遷移中的數據，造成信息泄露，更甚者控制整個虛擬機，并進行惡意行為。可見，保證虛擬機遷移過程的安全性舉足輕重。虛擬機遷移過程的安全需求可以總計為四個方面：數據的機密性，數據的完整性，平臺可信性以及抗重放攻擊。

目前，半虛擬化的開源軟件Xen允許使用加密方式或SSL連接進行虛擬機的遷移，遷移的源服務器與目標物理服務器首先通過安全途徑獲取加密密鑰，虛擬機在遷移時，在源服務器進行加密，然后傳送到目標物理服務器，目標物理服務器使用密鑰解密后接收虛擬機。這在一定程度上保證了虛擬機遷移時的機密性，防止遷移時信息泄露，但是Xen沒有實施任何方式的認證手段和完整性保護手段。

當然也有文獻提出綜合滿足各方面安全需求的虛擬機遷移模型，但是將整個遷移過程變得十分復雜繁瑣，沒有考慮成本開銷，而且其中涉及的技術集成目前未必可以成功實現并得到應用。

發明內容

本發明提供一種凈室虛擬機安全遷移方法，來防止用戶虛擬機的初始狀態和執行狀態在遷移過程遭受中間人監視和篡改，保證用戶虛擬機遷移過程的安全性和完整性。

一種基于凈室環境的虛擬機安全遷移方法，包括以下步驟：

步驟1：源節點選擇虛擬機遷移的目的節點，包括：

步驟1.1：利用源節點的可信密鑰的私鑰對目的節點的ID進行加密，生成密文；

步驟1.2：利用可信節點管理器的公鑰對步驟1.1獲得的密文和源節點的ID同時加密，生成密文；

步驟1.3：源節點將步驟1.2生成的密文發送給可信節點管理器，進入步驟2；

所述源節點是凈室環境下的可信計算機，它運行著一個可信虛擬機，該虛擬機需要遷移到目的節點上去；

所述目的節點是一臺凈室環境下的可信計算機，用于接收源節點遷移過來的虛擬機；