云计算中一种分布式缓存加密存取方法.doc

云计算中一种分布式缓存加密存取方,王 伟1,2,曾国荪1,2 （1同济大学 计算机科学与技术系，上海 201804；2国家高性能计算机工程技术研究中心 同济大学分中心，上海 201804） 摘 要：分布式缓存是云计算系统中提高应用程序性能的重要手段，针对云计算环境中分布式缓存的隐私问题，提出一种基于中国剩余定理的轻量级分布式缓存数据加密存取方法。该方法能够保护缓存数据的机密性，防止云计算环境中的其他用户、平台提供商或者攻击者获取明文缓存数据，且能够较好地保证缓存系统的性能，最后通过实验证明了该方法的有效性。 关键词：分布式缓存；云计算；中国剩余定理；对称加密 中图分类号：(作者本人填写) 文献标识码：A 文章编号：1000-7180 (2008) xx-xxxx-x An Encrypted Access for Distributed Cache in Cloud Computing GUO Dong1,2,WANG Wei1,2，ZENG Guo-sun1,2 (1 Department of Computer Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Tongji Branch National Engineering Technology Center of High Performance, Shanghai 200092, China) Abstract：Distributed caching is an important means of cloud computing systems to improve application performance. In order to solve privacy issue for distributed cache in cloud computing environment, a lightweight data encryption access methods based on Chinese remainder theorem is proposed. The method can effectively protect the confidentiality of data cache, and prevent other users, the platform provider or attackers to obtain the plaintext data cache, with better performance. And the effectiveness of this method can be prove by experiment. Key words：Distributed cache; Cloud computing; Chinese remainder theorem; Symmetric encryption 1引言 随着云计算技术发展的不断深入，越来越多的应用从传统IT架构迁移到了云计算环境，利用云计算的弹性资源分配和分布式处理技术，增强了应用系统的稳定性，也方便应用的快速部署和按需扩展[1]。随着应用系统的复杂性越来越高，数据量越来越大，为了进一步提高系统的性能，降低由磁盘IO造成的性能瓶颈影响，以应对海量数据与用户请求带来的挑战，分布式缓存技术得以引入，为用户提供高性能、高可用、可伸缩的数据缓存服务，解决传统数据库面临的大规模数据访问瓶颈问题。当前，分布式缓存技术在云计算系统中得到了广泛的应用，是云计算系统中提高应用程序性能的主要手段之一。然而，云计算的开放性、共享性、数据集中性也给构建云计算环境中安全的分布式缓存系统带来了巨大的挑战。 当前，云计算中的分布式缓存技术已有较多的研究。现有的分布式缓存产品已有不少，如Memcached [2][3]是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用数据以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高Web应用的性能。目前各云计算平台的缓存系统大多基于Memcached开发，通过在Memcached上层增加身份验证机制，实现多用户共享的分布式缓存系统，被Amazon?Web?Services[10]，Google?App?Engine[11]，Sina App Engine[12]，阿里云，盛大云等在内的多家知名云平台企业使用[5]。除了Memcached，其他的分布式缓存系统如Oracle?Coherence[6]，Windows Appfabric Caching[4]，Terracotta Se