云中充滿了重要和敏感的數(shù)據(jù)信息,這些信息的泄露、破壞或竊取會造成不同程度的后果,保障云計算環(huán)境中數(shù)據(jù)的機密性和完整性是當下的研究熱點。使用加密技術(shù)可以將明文信息轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪哂袑嶋H意義的密文數(shù)據(jù),密文數(shù)據(jù)的破解是一項耗時巨大且十分困難的工程,而且對于一些加密算法,目前還不存在可以攻破它們的攻擊方法,因此加密技術(shù)可以提高云中數(shù)據(jù)的安全性。但是加密算法的計算復(fù)雜度普遍偏高,加解密大數(shù)據(jù)時的時間成本和計算成本都很高,因此,研究加解密速度快、安全性高且適用于云計算環(huán)境的加密算法,對保障云計算中數(shù)據(jù)的安全具有重要的意義和價值。本文的主要研究內(nèi)容為如何利用云計算的計算資源豐富和支持虛擬化、并行化等優(yōu)點,結(jié)合加密技術(shù)來提升云計算的安全性。通過對比分析,發(fā)現(xiàn)了對稱密碼體制中的AES密碼算法相對來說更加適合加解密大數(shù)據(jù),且易于并行化實現(xiàn),因此選擇AES密碼算法作為研究面向云計算的數(shù)據(jù)加解密方案。考慮到傳統(tǒng)的AES密碼算法中的S盒具有迭代周期短、非線性性弱,以及密鑰生成算法具有輪密鑰和種子密鑰相關(guān)性較強的缺點�；贏ES改進算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,改進了 S盒的構(gòu)造過程,并結(jié)合序列密碼的優(yōu)點改進了密鑰流生成過程...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 云計算安全性的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 并行計算的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 AES改進算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
2 云計算與預(yù)備數(shù)學知識
    2.1 云計算的概念和環(huán)境構(gòu)成
    2.2 云計算中的常見概念
        2.2.1 并行計算
        2.2.2 分布式計算
        2.2.3 集群計算
        2.2.4 網(wǎng)格計算
    2.3 云服務(wù)的分類
    2.4 云計算的發(fā)展趨勢和面臨問題
    2.5 預(yù)備數(shù)學知識
        2.5.1 有限域
        2.5.2 有限域GF(2⁸)的運算
        2.5.3 有限環(huán)GF(2⁸)[x]/(x⁴+1)上的運算
    2.6 本章小結(jié)
3 傳統(tǒng)AES算法及改進算法
    3.1 密碼學
        3.1.1 密碼學的基本簡介
        3.1.2 密碼學中的專業(yè)術(shù)語
        3.1.3 經(jīng)典加密模型
    3.2 分組密碼和序列密碼
        3.2.1 分組密碼
        3.2.2 序列密碼
    3.3 傳統(tǒng)AES算法
    3.4 改進AES算法的設(shè)計與實現(xiàn)
        3.4.1 S盒的改進
        3.4.2 改進AES算法的設(shè)計思想
        3.4.3 基于改進AES的一次一密加密算法的實現(xiàn)
        3.4.4 基于改進AES的一次一密加密算法的安全性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于云計算的改進AES算法并行化設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 多核多進程并行化算法設(shè)計與實現(xiàn)
        4.1.1 并行編程語言的選擇
        4.1.2 數(shù)據(jù)文件的分解
        4.1.3 基于多核多進程的并行改進AES算法的設(shè)計
        4.1.4 基于多核多進程的并行改進AES算法的實現(xiàn)
    4.2 基于MapReduce模式的并行化
        4.2.1 并行化平臺的選擇
        4.2.2 Hadoop集群部署和環(huán)境配置
        4.2.3 基于MapReduce模式的并行改進AES算法的設(shè)計
        4.2.4 基于MapReduce模式的并行改進AES算法的實現(xiàn)
    4.3 本章小結(jié)
5 實驗與結(jié)果分析
    5.1 算法的理論分析
        5.1.1 原AES串行化算法理論分析
        5.1.2 改進后的AES串行化算法理論分析
        5.1.3 基于多核多進程的并行化算法理論分析
        5.1.4 基于MapReduce模型的并行化算法理論分析
    5.2 多核多進程并行化算法實驗結(jié)果及分析
        5.2.1 實驗環(huán)境和實驗數(shù)據(jù)
        5.2.2 實驗結(jié)果及分析
    5.3 基于MapReduce模式的并行化算法實驗結(jié)果及分析
        5.3.1 實驗環(huán)境和實驗數(shù)據(jù)
        5.3.2 實驗結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄



本文編號：3869823