云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館安全管理

許元飛

（西安科技大學(xué) 計算機(jī)學(xué)院，西安 710054）

0 引言

在飛速發(fā)展的信息化時代，互聯(lián)網(wǎng)的信息量呈爆炸式增長，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算模型已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足形式豐富、數(shù)量龐大的信息需求。新型的服務(wù)計算模型“云計算”作為一種全新的應(yīng)用模式，可以將許多服務(wù)器連接起來，充分發(fā)揮服務(wù)器所必需的超強(qiáng)計算能力，以實現(xiàn)為更多的用戶群體創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)項目和使用性能的目的[1]。云計算系統(tǒng)融入數(shù)字圖書館，不僅能夠在硬件架構(gòu)層面上為數(shù)字圖書館提供超大服務(wù)器和海量存儲設(shè)備等硬件核心，而且能夠在軟件層面上提供管理數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)運算操作系統(tǒng)與軟件環(huán)境。云計算技術(shù)和數(shù)字圖書館的結(jié)合實現(xiàn)了信息資源的規(guī)模化與集中化，構(gòu)建了完整的數(shù)字圖書館云計算平臺。

1 云計算簡介

1.1 云計算的概念與特點

云計算技術(shù)（cloud computing）是一種分布式處理的計算技術(shù)，是并行處理、網(wǎng)格計算的發(fā)展，是計算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)[2]。云計算技術(shù)的核心是海量數(shù)據(jù)的存儲與計算，它通過把龐大的計算處理程序分拆成無數(shù)個較小的子程序，再由連接起來的服務(wù)器群進(jìn)行搜尋和計算，分析處理后將結(jié)果回傳給用戶，從而使計算能力作為一種商品進(jìn)行流通。

云計算以用戶為中心，通過網(wǎng)絡(luò)為用戶提供安全、便捷的數(shù)據(jù)存儲功能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[3]。具體來說，云計算主要有以下四個特點：1）安全可靠的數(shù)據(jù)存儲功能。云計算環(huán)境下可以使數(shù)據(jù)實時同步傳遞，并且可以通過Web在終端設(shè)備上使用，由此排除用戶擔(dān)心數(shù)據(jù)存放于個人電腦而出現(xiàn)丟失或被病毒感染的顧慮。2）方便快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。在云計算時代，云服務(wù)端的IT專業(yè)人員能夠幫助用戶維護(hù)硬件設(shè)施、安裝升級軟件、防范網(wǎng)絡(luò)攻擊，所以用戶不需要無限升級自己的操作系統(tǒng)和電腦硬件，不需要反復(fù)安裝防火墻和殺毒軟件，終端只需具備網(wǎng)絡(luò)瀏覽器便可享受方便快捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。3）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算處理功能。云計算由成百上千臺電腦共同整合操作，存放海量數(shù)據(jù)，提供強(qiáng)大的計算能力，完成普通計算機(jī)所難以完成的業(yè)務(wù)。4）云計算易于訪問，共享性強(qiáng)。云計算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式的數(shù)據(jù)保存在云端服務(wù)器中，用戶可以將個人的操作系統(tǒng)接入云中，與其他操作系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和文檔。所以，用戶可以隨時在不同的數(shù)據(jù)庫中查詢到更多的信息。

1.2 云計算與數(shù)字圖書館

近年來，眾多圖書館均進(jìn)行了大量的數(shù)字化加工，不僅使圖書館的信息資源得到了積累，還使數(shù)據(jù)技術(shù)得到了不斷的更新與發(fā)展。云計算的誕生為數(shù)字圖書館用戶提供了更好的服務(wù)功能，其重點是提升了數(shù)字圖書館的服務(wù)方式、服務(wù)效率和能級[4]。云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館用戶不僅可以購買軟件使用權(quán)，還可直接向“云端”購買軟件服務(wù)的虛擬應(yīng)用。云計算系統(tǒng)是一個虛擬資源池，數(shù)字圖書館通過網(wǎng)絡(luò)購買云服務(wù)商提供的IT外包管理服務(wù)，以此保證數(shù)字圖書館用戶隨時訪問云平臺并獲得即時檢索信息。

2 云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的安全管理問題

首先，“云”用戶的動態(tài)性、服務(wù)的多樣性和計算的復(fù)雜性都影響了數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)信息資源的安全性、完整性和保密性[5]。由于云計算是一個龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，它對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、處理和存儲過程中都將會造成數(shù)據(jù)信息的破壞、竊取或丟失。然而，云計算提供商僅在網(wǎng)絡(luò)傳播數(shù)據(jù)時進(jìn)行信息加密保護(hù)，因此數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)存儲安全成為云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館所需要解決的核心問題。其次，由于數(shù)字圖書館用戶的云計算需求不同，其個人數(shù)據(jù)可能分散在不同的虛擬數(shù)據(jù)中心，當(dāng)主機(jī)受到攻擊時，訪問虛擬機(jī)的客戶端服務(wù)器也可能被攻克，繼而導(dǎo)致非法用戶侵入云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館系統(tǒng)竊取用戶機(jī)密數(shù)據(jù)，嚴(yán)重威脅圖書館用戶數(shù)據(jù)的完整性和保密性。圖書館管理的多媒體數(shù)字化資源、圖書館的用戶個人數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)一旦丟失或竊取，后果將不堪設(shè)想。如何避免圖書館服務(wù)用戶群體所共存的潛在風(fēng)險，已成為云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館安全管理的重要挑戰(zhàn)。

3 云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的安全管理措施

針對上述云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的安全管理需求，數(shù)字圖書館應(yīng)當(dāng)根據(jù)目前的新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，采取合理的安全管理措施構(gòu)建“圖書館云”，為數(shù)字圖書館的合法的用戶群提供一個穩(wěn)定、安全、可靠的超計算能力網(wǎng)絡(luò)平臺。

3.1 采用虛擬化海量存儲技術(shù)，保證數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)存儲安全

為了云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)的萬無一失，服務(wù)商主要采用先進(jìn)的虛擬化海量存儲技術(shù)對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理與存儲。虛擬化海量存儲技術(shù)通常使用鏡像和校驗技術(shù)進(jìn)行容錯，依靠兩套不同的設(shè)備來維護(hù)相同的數(shù)據(jù)信息，如果主設(shè)備被損壞，即可切換到鏡像設(shè)備繼續(xù)訪問。這種采用數(shù)據(jù)副本的方式進(jìn)行容錯的虛擬化海量存儲技術(shù)并不需要冗余設(shè)備，只要求數(shù)字圖書館的硬件設(shè)備配置合理和放置合理，做到有效避免或降低硬件設(shè)備被破壞的危險。第一，數(shù)字圖書館的硬件設(shè)備最好要安裝在專用機(jī)房，確保安置點是遠(yuǎn)離易燃易爆的場所。第二，數(shù)字圖書館的系統(tǒng)設(shè)備中心所屬建筑物必須具有抵御自然災(zāi)害的能力，并需要在設(shè)備中心外圍設(shè)立多層安全防護(hù)圈防止非法暴力入侵。同時，還需要加強(qiáng)防火、防水、防盜措施，定期檢查保養(yǎng)硬件設(shè)備。除了云端采用虛擬化海量存儲技術(shù)外，數(shù)字圖書館也應(yīng)當(dāng)對各館藏數(shù)據(jù)資源自行進(jìn)行全面及時的備份和長期可靠的保存。

3.2 統(tǒng)一認(rèn)證數(shù)字圖書館的用戶身份，確保云計算平臺的安全

用戶身份信息的統(tǒng)一認(rèn)證是實現(xiàn)數(shù)字圖書館數(shù)據(jù)與服務(wù)安全的前提，尤其在云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的安全管理中顯得至關(guān)重要。因為云計算環(huán)境具有動態(tài)性、異構(gòu)性和跨組織性等特點，難以要求云資源使用用戶群都進(jìn)行身份認(rèn)證。所以，云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館則要求用戶采用單點登錄的方式進(jìn)行身份信息統(tǒng)一認(rèn)證，只有通過認(rèn)證的授權(quán)用戶才可以享用云資源[6]。但是，被授權(quán)的圖書館用戶身份一旦被認(rèn)證后，即可訪問其他被授權(quán)的云資源，這樣既可以有效提高用戶的訪問效率，又可以在滿足數(shù)字圖書館開放性的同時通過合理地控制訪問保證了云平臺的安全性。

3.3 加強(qiáng)信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，滿足數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)保密需求

公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）由公開密鑰密碼技術(shù)、數(shù)字證書、證書認(rèn)證中心和關(guān)于公開密鑰安全策略等基本成分共同組成，提供和管理密鑰和證書服務(wù)的系統(tǒng)或平臺[7]。公鑰基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是數(shù)字圖書館信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的核心，它可以使云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館使用密鑰和數(shù)字簽名技術(shù)，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)資源在傳輸與存儲過程中不被偷看、不被否認(rèn)和不被非法篡改等目的，滿足了數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)保密需求，保障了云資源的機(jī)密性、完整性和有效性。

3.4 制定和完善相關(guān)政策法規(guī)，保障數(shù)字圖書館的合法權(quán)益

由于云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)安全和保密問題將涉及知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、責(zé)任追究等各方權(quán)益問題，尤其是涉及政策層面上的問題，這些對云計算的數(shù)據(jù)安全有一定的負(fù)面影響。所以，數(shù)字圖書館的行業(yè)管理者需要加強(qiáng)研究云計算“管理服務(wù)提供商”的測評指標(biāo)體系，探討對于云計算應(yīng)用的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定和完善合理的管理章程和政策法規(guī)制度，有效地管理云計算應(yīng)用，保障數(shù)字圖書館的合法權(quán)益[8]。

4 結(jié)束語

綜上所述，云計算技術(shù)，既改進(jìn)了數(shù)字圖書館的服務(wù)方式，又優(yōu)化了數(shù)字圖書館的服務(wù)功能，但同時也為數(shù)字圖書館的安全管理帶來了挑戰(zhàn)。云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館將面臨著數(shù)據(jù)存儲安全問題、用戶信息保密和個人權(quán)限管理問題、云數(shù)據(jù)資源所涉及的權(quán)益問題等，這些都給數(shù)字圖書館造成了嚴(yán)重的安全隱患。所以，圖書館界需要利用云端數(shù)據(jù)副本容錯式的虛擬化海量存儲技術(shù)保證圖書館數(shù)據(jù)存儲安全，需要統(tǒng)一認(rèn)證用戶身份控制訪問以此確保云平臺安全，需要加強(qiáng)信息安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滿足數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)保密要求，還需要制定和完善相關(guān)政策法規(guī)保障數(shù)字圖書館的合法權(quán)益，最終實現(xiàn)云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的信息資源的安全性、集中性和有效性。

[1] 杜海寧. 基于云計算的圖書館海量數(shù)據(jù)存儲研究[J]. 圖書與情報, 2010(3): 99-101.

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[3] Michael Armbrust, Armando Fox, Rean Griffith, et al.Above the clouds: A Berkeley view of cloud computing [J].Communication Magazine, 2009.

[4] 蔣冬英. 云計算視域下數(shù)字圖書館信息安全策略探討[J]. 蘭臺世界, 2011(8): 64-65。

[5] 孫坦, 黃國彬. 基于云服務(wù)的圖書館建設(shè)與服務(wù)策略[J].圖書館建設(shè), 2009(9): 1-6.

[6] Open Cloud Manifesto [EB/OL]. [2009-04-27]. http://www.opencloudmanifesto.org/.

[7] 朱一紅. 云計算與傳統(tǒng)圖書館: 顛覆還是改變[J]. 蘭臺世界, 2011(8): 76-77.

[8] 胡小菁, 范并思. 云計算給圖書館管理帶來挑戰(zhàn)[J]. 大學(xué)圖書館學(xué)報, 2009(4): 7-12.