云计算与云安全教学文档

1. 云计算基础概念

1.1 云计算定义

云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，是这些计算机科学概念的商业实现。云计算在IT技术领域快速发展，成为引领技术潮流的新技术。

1.2 云计算五大基本特征

1. 按需自助服务：用户可以根据实际需求获取相应服务资源
2. 广泛的网络访问：通过多种终端设备(PC、移动端等)接入管理
3. 资源池化：采用虚拟化技术将IT资源汇聚到资源池，按需分配
4. 快速弹性化：根据需求快速动态划分资源，弹性扩容和收缩
5. 可度量：服务可有效度量，用户按使用量付费

1.3 云计算三种服务模型

1. IaaS(基础设施即服务)：

   • 提供计算、存储、网络等基础资源
   • 用户可部署操作系统和应用程序
   • 示例：AWS EC2、阿里云ECS

2. PaaS(平台即服务)：

   • 提供开发平台和运行环境
   • 用户无需管理底层基础设施
   • 示例：Google App Engine、Azure App Service

3. SaaS(软件即服务)：

   • 提供可直接使用的应用程序
   • 用户通过客户端访问
   • 示例：Salesforce、Office 365

1.4 云计算四种部署方式

1. 公有云：

   • 由云服务商提供给公众使用
   • 按需付费模式
   • 示例：AWS、Azure、阿里云

2. 私有云：

   • 专为一个组织建立
   • 可自行管理或第三方托管
   • 更高的安全性和控制力

3. 社区云：

   • 由多个组织共享
   • 目标相似的公司共同使用
   • 成本由成员共同承担

4. 混合云：

   • 两种或以上云模式的组合
   • 结合公有云和私有云优势
   • 实现资源最优配置

2. 云安全基础概念

2.1 云安全定义

"云安全"是继"云计算""云存储"之后出现的"云"技术的重要应用，是传统IT领域安全概念在云计算时代的延伸。云安全是我国企业创造的概念，在国际云计算领域独树一帜。

2.2 云安全风险分层分析

2.2.1 IaaS层风险

1. 物理层风险：

   • 物理设备安全
   • 网络环境安全
   • 系统安全和网络安全

2. 虚拟层风险：

   • 虚拟机间干扰
   • 多租户安全隔离
   • 虚拟机动态迁移风险
   • 虚拟化技术漏洞(如虚拟机逃逸)

2.2.2 PaaS层风险

1. 用户接口安全风险
2. 应用程序运行风险
3. 容器安全风险(Docker等)
4. 常见漏洞：
   • 应用配置不当
   • 平台构建漏洞
   • SSL协议及部署缺陷
   • 未授权访问
   • 软件设计缺陷

2.2.3 SaaS层风险

1. 应用层安全风险
2. Web安全漏洞
3. 多租户数据隔离
4. 合规性风险

2.3 公共安全风险

1. 数据安全：

   • 数据泄露
   • 数据丢失
   • 数据不可控
   • 数据混淆风险

2. 身份识别和访问控制：

   • 跨信任域认证
   • 传统访问控制模型失效
   • 需要新的访问控制方法

3. 加密和密钥管理：

   • 存储加密
   • 传输加密
   • 密钥存储保护
   • 密钥备份与恢复

3. 云计算安全防护措施

3.1 IaaS层防护

1. 数据隔离措施：

   • 网络安全策略隔离
   • 虚拟存储隔离
   • 虚拟机隔离
   • 专用文件系统(如VMFS)

2. 远程管理安全：

   • 使用双因子认证
   • 避免可重复使用的用户名密码
   • 及时打安全补丁
   • 安全协议选择：
     • SSH使用RSA密钥认证
     • 远程桌面使用强加密
     • VNC在SSH/SSL隧道运行
     • 避免使用Telnet

3. 虚拟化安全：

   • 选择安全虚拟化厂商
   • 定期更新虚拟化补丁
   • 关注虚拟化安全动态

4. 业务连续性：

   • 采用两地三中心策略
   • 数据与环境备份

3.2 PaaS层防护

1. 容器安全配置
2. 平台访问控制
3. 应用程序安全监控
4. 安全审计措施

3.3 SaaS层防护

1. 应用安全测试
2. 数据加密保护
3. 访问权限管理
4. 日志监控与分析

4. 管理与合规风险

4.1 管理风险

1. SLA风险：

   • 服务等级协议细节不明确
   • 故障维权困难

2. 服务可持续性风险：

   • 数据长期可用性
   • 故障恢复时间

3. 身份管理风险：

   • 需要成熟的风险管理计划
   • 周期性风险评估

4.2 法律法规风险

1. 数据跨境风险：

   • 数据存储位置不明确
   • 不同国家法律差异

2. 隐私保护风险：

   • 多租户数据共存
   • 隐私泄露风险

3. 犯罪取证风险：

   • 多租户日志混杂
   • 司法调查难度增加

4.3 云服务商风险

1. 人员管理风险：

   • 高权限管理员失职
   • 非授权数据访问

2. 安全界面不清风险：

   • 责任划分不明确
   • 安全防护依赖服务商

3. 合规性风险：

   • 不同地区法律差异
   • 商业合同司法管辖权

5. 云安全最佳实践

1. 数据安全实践：

   • 敏感数据加密
   • 数据分类分级
   • 数据生命周期管理

2. 身份与访问管理：

   • 最小权限原则
   • 多因素认证
   • 定期权限审查

3. 安全监控与响应：

   • 实时安全监控
   • 异常行为检测
   • 事件响应计划

4. 合规性管理：

   • 了解适用法规
   • 定期合规评估
   • 第三方审计

5. 供应商管理：

   • 供应商安全评估
   • 合同SLA审查
   • 退出策略规划

6. 总结

云计算已成为产业升级和变革的主要支撑，但其安全风险不容忽视。云安全需要从技术、管理和合规三个维度进行全面防护，云服务商和用户需要共同承担责任，建立多层次的安全防护体系。随着等保2.0的实施，云计算环境下的安全防护将更加规范化和标准化。