云仿真安全性研究

特約通訊員 梁曉歡

就當(dāng)今市場(chǎng)而言，中小型企業(yè)對(duì)于云服務(wù)的使用還處于懷疑和猶豫的狀態(tài)。但實(shí)際上，云服務(wù)可以為工程師提供巨大的幫助，借助于云服務(wù)，工程師可以通過安全簡(jiǎn)單的虛擬云訪問方式，隨時(shí)訪問各種昂貴的現(xiàn)代仿真軟件。為了提高企業(yè)對(duì)云服務(wù)安全性的信心，德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)的研究人員正在努力尋找解決方案，使得云服務(wù)可以盡早得到廣泛普及。

許多中型企業(yè)始終不信任云服務(wù)，因此他們不愿意將其業(yè)務(wù)核心——專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新信息委托給IT供應(yīng)商進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸?shù)忍幚?，他們出于?duì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的保護(hù)，不想因?yàn)槭褂迷品?wù)而產(chǎn)生對(duì)IT供應(yīng)商的依賴。在“Cloud4E-可信云計(jì)算工程”項(xiàng)目里，弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)——自動(dòng)化事業(yè)部企業(yè)應(yīng)用套件領(lǐng)域的研究人員正在研究一個(gè)專門針對(duì)中小型企業(yè)研發(fā)部門需求的解決方案，希望通過這個(gè)解決方案，能消除上述的擔(dān)憂。

在汽車和機(jī)械工程行業(yè)，特別是這些行業(yè)里的工程部門，已經(jīng)開始逐漸依靠計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件進(jìn)行工作。弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)企業(yè)應(yīng)用套件領(lǐng)域研究員André Schneider表示：“計(jì)算機(jī)輔助仿真是最重要的CAE方法之一，但計(jì)算機(jī)輔助仿真的運(yùn)行，需要大量的硬件資源和配置，以及專業(yè)的管理知識(shí)?！盇ndré Schneider指出，計(jì)算機(jī)輔助仿真在國(guó)際上已經(jīng)變得越來越受歡迎，其未來需求將遠(yuǎn)超出個(gè)人模擬的范圍，而將包含并行模擬變體（如以統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式評(píng)估一個(gè)新的齒輪組件在壓力或其它不同環(huán)境溫度下的具體表現(xiàn)）等多種應(yīng)用。André Schneider特別強(qiáng)調(diào)：“大多數(shù)的中小型企業(yè)根本沒必要為計(jì)算機(jī)輔助仿真專門配置巨大的計(jì)算能力，這對(duì)企業(yè)來說是非常大的資源負(fù)擔(dān)。云服務(wù)為這一矛盾提供了解決方案，允許這些企業(yè)能夠在其需要的時(shí)候，訪問并使用云服務(wù)提供商的計(jì)算能力和仿真軟件?！?/p>

在大公司里，標(biāo)準(zhǔn)的做法通常是：考慮并配備比日常業(yè)務(wù)所需的更多的IT資源和人員，從而能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)高峰時(shí)的業(yè)務(wù)需求。但這種做法，對(duì)小規(guī)模公司而言，無(wú)疑是不現(xiàn)實(shí)的，巨額的成本根本難以承擔(dān)。因此，這就導(dǎo)致了中小型企業(yè)處于一個(gè)無(wú)法充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助工程工具的不利位置，其結(jié)果往往是許多明明可避免的功能缺陷直到原型階段才被發(fā)現(xiàn)，糾錯(cuò)成本大大提高。

Cloud4E是聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部和能源部發(fā)起的14個(gè)可信任云技術(shù)方案研究項(xiàng)目中的一個(gè)，致力于開發(fā)創(chuàng)新的、安全的、合規(guī)的云計(jì)算解決方案。在Dresden（東德的一個(gè)城市），弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)的研究人員聯(lián)合一家本地計(jì)算機(jī)中心（GWDG）、一個(gè)仿真軟件提供方（ITI）、一個(gè)中等規(guī)模的FEM仿真服務(wù)提供商(ERAS)和Erlangen-Nuremburg大學(xué)的研究人員共同加入Cloud4E項(xiàng)目。Cloud4E項(xiàng)目的目標(biāo)就是希望在不久的將來，中小型公司能夠通過虛擬數(shù)據(jù)云，以相對(duì)較低的價(jià)格訪問大型計(jì)算能力和專業(yè)仿真軟件，從而使得他們能夠在使用計(jì)算機(jī)虛擬原型時(shí)，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)缺陷，從而降低糾錯(cuò)成本。

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)框架——“GridWorker”，在這個(gè)框架里，開發(fā)人員能夠可靠地訪問一系列供應(yīng)商的仿真軟件。根據(jù)André Schneider的描述，啟動(dòng)一個(gè)仿真訪問，并不會(huì)比工程師使用公司內(nèi)部的本地資源更難。仿真軟件實(shí)際上并不是運(yùn)行在工程師自己的電腦上，而是通過軟件即服務(wù)的方式，運(yùn)行在云端的虛擬機(jī)上以供企業(yè)使用。虛擬機(jī)充分利用云端的存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力，提供標(biāo)準(zhǔn)化OCCI（開放云計(jì)算接口）和AMQP（高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議）配置軟件級(jí)、平臺(tái)級(jí)和架構(gòu)級(jí)別的解決方案，并可以根據(jù)個(gè)性化需求提供定制化服務(wù)。這樣做主要的優(yōu)勢(shì)在于通過使用這些開放型標(biāo)準(zhǔn)，工程師可以根據(jù)需要，自由變換服務(wù)商，而不會(huì)丟失之前的工作內(nèi)容，從而杜絕了對(duì)單一的云計(jì)算或軟件提供商的依賴，弗勞恩霍夫的“GridWorker”解決方案成為將這些不同的環(huán)境連接在一起的紐帶。

對(duì)所有資源提供廣泛性訪問

按照最初的計(jì)劃，Cloud4E將以模型應(yīng)用程序的方式，為工程師提供到Modelica和FEM仿真軟件的訪問，允許工程師通過使用仿真軟件檢查虛擬原型的缺陷。最后，Cloud4E被升級(jí)為一個(gè)可以通過云訪問任何仿真軟件的解決方案。在這個(gè)解決方案里，軟件可以被靈活地使用和保留，計(jì)費(fèi)方式可以按時(shí)間收費(fèi)或固定費(fèi)用收費(fèi)。通過這種方式，Cloud4E為工程師提供了對(duì)他們所需要的所有資源的廣泛訪問。André Schneider強(qiáng)調(diào)，這對(duì)企業(yè)的益處是顯而易見的：這意味著企業(yè)減少了在硬件、軟件和人力資源上的投資成本，并同時(shí)避免了仿真軟件的安裝、維護(hù)等運(yùn)行成本。而這些成本，是中小型企業(yè)在以往傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中難以承受的。借助于Cloud4E，企業(yè)能以較低的成本使用云服務(wù)，同時(shí)顯著提高系統(tǒng)的可靠性和快速訪問能力。

這樣一個(gè)靈活且兼具成本效益的解決方案，對(duì)于高科技初創(chuàng)企業(yè)來說，是非常具有吸引力的。André Schneider表示，他已經(jīng)知道一些相關(guān)的實(shí)際運(yùn)用案例，如一些初創(chuàng)企業(yè)在計(jì)算機(jī)密集模擬和開發(fā)工作中，按需使用云服務(wù)商提供的資源。出于節(jié)省能源成本的考慮，企業(yè)也應(yīng)該使用云服務(wù)，因?yàn)榉?wù)器和設(shè)備的冷卻通常會(huì)消耗大量的能源。然而，根據(jù)Techconsult針對(duì)中小型企業(yè)IT云指數(shù)的市場(chǎng)調(diào)研，調(diào)研結(jié)果顯示大多數(shù)公司還是在猶豫是否要將其敏感數(shù)據(jù)委托存儲(chǔ)在云服務(wù)提供商處。其實(shí)，在2013年初，德國(guó)的中型企業(yè)比以往任何時(shí)候，都更能夠接受云數(shù)據(jù)服務(wù)，但斯諾登泄密事件則導(dǎo)致了企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)安全態(tài)度的急劇轉(zhuǎn)變，三分之二的企業(yè)表示他們有安全上的擔(dān)憂，他們之所以排斥云服務(wù)是為了警惕自己以防失去對(duì)公司自身IT系統(tǒng)的控制。

極高的安全性

如果一直缺乏具有約束力的數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)，不信任這一因素將會(huì)持續(xù)阻礙云技術(shù)的傳播。André Schneider強(qiáng)調(diào)：“敏感開發(fā)數(shù)據(jù)在傳輸、處理和云存儲(chǔ)的過程中的安全性和完整性應(yīng)該是解決方案的核心?！边@也解釋了為什么Cloud4E結(jié)合各種安全技術(shù)手段——包括身份管理、認(rèn)證和數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲(chǔ)加密等技術(shù)，將云服務(wù)的安全性提高到一個(gè)前所未有的極高水平。

Cloud4E云服務(wù)解決方案的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于：當(dāng)許多中小型企業(yè)無(wú)法負(fù)擔(dān)聘請(qǐng)數(shù)據(jù)安全專家的成本時(shí)，云服務(wù)供應(yīng)商擁有自己的數(shù)據(jù)專家，以保護(hù)客戶數(shù)據(jù)不受外部攻擊。Cloud4E架構(gòu)同時(shí)也適用于除了美國(guó)行業(yè)巨頭如亞馬遜、谷歌和微軟之外的小型計(jì)算機(jī)中心，企業(yè)可以非常方便地使用德國(guó)云服務(wù)供應(yīng)商的資源以及相應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)安全保護(hù)法。