[發明專利]一種大數據云環境中數據安全的保護方法與裝置

有效

• 申請號: 201710468716.8
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107404476B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 何華;張潔;何中天
• 申請（專利權）人: 北京東方棱鏡科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/32;H04L9/08;H04L29/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種大數據云環境中數據安全的保護方法，其特征在于包括以下步驟：

A、進程運行節點中的進程安全寫數據存儲節點中大數據；

B、進程運行節點中的進程安全讀數據存儲節點中大數據；

C、進程運行節點中的進程安全創建與遷移到另一個進程運行節點中；

所述步驟A包括：

A1、進程運行節點中的進程對待存儲數據分片，計算數據片的認證碼，并進行亂序處理；

A2、進程運行節點中的進程將處理后的包含亂序數據片及其認證碼的文件發送給數據存儲節點；

A3、進程運行節點中的進程向信息安全節點申請加密密鑰；

A4、信息安全節點將加密密鑰發送給申請進程；

A5、進程運行節點中的進程加密數據片序號及其認證碼并發送給數據管理節點；

安全寫大數據方法所需信息包括文件名、數據片、數據片序號、認證碼與加密密鑰；

所述步驟B包括：

B1、進程運行節點中的進程向信息安全節點申請解密密鑰；

B2、信息安全節點將解密密鑰發送給申請進程；

B3、進程運行節點中的進程向數據管理節點發送申請數據片序號及其認證碼密文請求；

B4、數據管理節點將數據片序號及其認證碼密文發送給進程運行節點中的進程；

B5、進程運行節點中的進程解密數據片序號及其認證碼；

B6、進程運行節點中的進程向數據存儲節點發送讀取數據請求；

B7、數據存儲節點向進程運行節點中的進程發送包含亂序數據片及其認證碼的文件；

B8、進程運行節點中的進程計算認證碼、驗證數據片的完整性并對數據片進行排序；

安全讀大數據方法所需信息包括文件名、數據片、數據片序號、認證碼與解密密鑰；

所述步驟C包括：

C1、進程運行節點創建進程時，向進程管理節點發送進程指紋、會話密鑰協商參數與創建進程請求；

C2、進程管理節點匹配進程指紋，評估進程與數據的相關性及進程運行節點資源的可用性，若通過，則；

C3、進程管理節點向信息安全節點發送公鑰證書申請；

C4、信息安全節點驗證申請消息來源的真實性與時效性，生成證書信息，并加密后發送給進程管理節點；

C5、進程管理節點進行解密，并驗證進程證書的真實性與時效性；

C6、進程管理節點使用會話密鑰加密進程私鑰，將進程公鑰證書、會話密鑰協商參數與進程私鑰密文發送給進程運行節點中的進程；

C7、進程運行節點中的進程遷移時，將進程名、新進程運行節點信息與遷移進程請求及其簽名發送給進程管理節點；

C8、進程管理節點驗證進程的真實性、評估進程與數據的相關性及進程運行節點資源的可用性，若通過，則；

C9、進程管理節點將遷移授權、時間戳及進程管理節點簽名發送給進程運行節點中的進程；

C10、進程運行節點中的進程遷移進程，將遷移授權發送給新進程運行節點；

C11、新進程運行節點驗證遷移授權、啟用進程；

安全創建與遷移進程的方法所需信息包括進程名、進程指紋、會話密鑰協商參數、時間戳、進程公鑰證書、進程私鑰、新進程運行節點信息與遷移授權。

2.一種大數據云環境中數據安全的保護裝置，其特征在于包括：數據機密性與完整性保護模塊、進程真實性保護模塊和信息庫；

數據機密性與完整性保護模塊，用于數據片分解與排序、數據片認證碼計算、數據片序號與認證碼加解密；還用于進程運行節點中的進程安全寫數據存儲節點中大數據，以及進程運行節點中的進程安全讀數據存儲節點中大數據；具體包括如下過程：

進程運行節點中的進程對待存儲數據分片，計算數據片的認證碼，并進行亂序處理；

進程運行節點中的進程將處理后的包含亂序數據片及其認證碼的文件發送給數據存儲節點；

進程運行節點中的進程向信息安全節點申請加密密鑰；

信息安全節點將加密密鑰發送給申請進程；

進程運行節點中的進程加密數據片序號及其認證碼并發送給數據管理節點；

安全寫大數據方法所需信息包括文件名、數據片、數據片序號、認證碼與加密密鑰；

進程運行節點中的進程向信息安全節點申請解密密鑰；

信息安全節點將解密密鑰發送給申請進程；

進程運行節點中的進程向數據管理節點發送申請數據片序號及其認證碼密文請求；

數據管理節點將數據片序號及其認證碼密文發送給進程運行節點中的進程；

進程運行節點中的進程解密數據片序號及其認證碼；

進程運行節點中的進程向數據存儲節點發送讀取數據請求；

數據存儲節點向進程運行節點中的進程發送包含亂序數據片及其認證碼的文件；

進程運行節點中的進程計算認證碼、驗證數據片的完整性并對數據片進行排序；

安全讀大數據方法所需信息包括文件名、數據片、數據片序號、認證碼與解密密鑰；

進程真實性保護模塊，用于進程身份注冊與進程身份認證；還用于進程運行節點中的進程安全創建與遷移到另一個進程運行節點中；具體包括如下過程：

進程運行節點創建進程時，向進程管理節點發送進程指紋、會話密鑰協商參數與創建進程請求；

進程管理節點匹配進程指紋，評估進程與數據的相關性及進程運行節點資源的可用性，若通過，則；

進程管理節點向信息安全節點發送公鑰證書申請；

信息安全節點驗證申請消息來源的真實性與時效性，生成證書信息，并加密后發送給進程管理節點；

進程管理節點進行解密，并驗證進程證書的真實性與時效性；

進程管理節點使用會話密鑰加密進程私鑰，將進程公鑰證書、會話密鑰協商參數與進程私鑰密文發送給進程運行節點中的進程；

進程運行節點中的進程遷移時，將進程名、新進程運行節點信息與遷移進程請求及其簽名發送給進程管理節點；

進程管理節點驗證進程的真實性、評估進程與數據的相關性及進程運行節點資源的可用性，若通過，則；

進程管理節點將遷移授權、時間戳及進程管理節點簽名發送給進程運行節點中的進程；

進程運行節點中的進程遷移進程，將遷移授權發送給新進程運行節點；

新進程運行節點驗證遷移授權、啟用進程；

安全創建與遷移進程的方法所需信息包括進程名、進程指紋、會話密鑰協商參數、時間戳、進程公鑰證書、進程私鑰、新進程運行節點信息與遷移授權；

信息庫包括數據存儲節點中的大數據、數據管理節點中的文件名、數據片序號及其認證碼的密文、信息安全節點中的文件名、共享密鑰、進程名、進程指紋、會話密鑰協商參數、進程公鑰證書、進程私鑰、進程運行節點信息、遷移授權；

數據機密性與完整性保護模塊，在安全寫大數據時，通過對數據分片、亂序處理、加密數據片序號保證大數據的機密性，在讀取大數據時解密密文并驗證數據片及其序號的認證碼保證大數據的完整性；進程真實性保護模塊，在創建進程時通過進程指紋申請公鑰證書進行身份注冊，在遷移進程時驗證自己身份的真實性后獲得遷移授權，然后進行遷移。