近幾年,云計算(Cloud Computing)迅速發展,從美國的亞馬遜到我國的阿里云,國內外的云計算服務提供商提供了類型繁多、性價比高的IT服務模式,新的服務類型還在不斷推出,并在各行各業得到了廣泛應用。云計算是信息技術發展過程中的一次巨大變革,眾多國家政府以及大型 IT 企業都制定了云計算發展戰略規劃,以引領或適應技術變革的趨勢。
在云計算發展的同時,其安全問題也日益凸顯。CSA(Cloud Security Alliance,云安全聯盟)在2016年2月發布了《2016 年 12 大頂級云計算安全威脅》,指出了包括數據泄露、系統漏洞、拒絕服務、共享技術等在內的12項云安全威脅,云計算的安全問題逐漸成為制約其快速應用和發展的重要因素。
為了讓讀者全面了解云計算中的安全問題,本書從云計算的基本概念入手,由淺入深地分析了云計算中面臨的安全威脅、云計算服務應具備的安全能力、如何安全地使用云計算服務,以及云安全的相關標準等。本書強調云計算的技術特點,系統介紹了云計算服務過程中提供方、使用方所關注的安全問題,并將理論與實踐緊密結合。在本書撰寫過程中,四川大學網絡空間安全研究院與阿里云深度合作,共同探討教材的大綱、內容,并同時面向研究生和高年級本科生授課,探索高校課程和教材建設的創新合作模式。本書是學術研究成果與企業實踐的結合,關鍵技術章節配有基于阿里云平臺的實驗,“理論+實踐”的模式使得讀者能夠更好地理解教材所闡述的關鍵知識點,通過動手實踐讓讀者加深對理論知識的理解。
本書分為四個部分,包含11章,各個部分的內容組織安排如下:
第一部分(包括第1章和第2章)主要介紹云計算相關的基礎知識。其中,第1章概述云計算的發展歷程以及基本概念,并對云服務中的角色和責任進行了劃分和界定,為讀者后續的深入學習奠定基礎。第2章從技術、管理以及法律法規三個方面分析了云計算的安全風險,并給出了進行云計算安全設計時需要考慮的原則。
第二部分(包括第3~8章)剖析云計算服務的安全能力、運維安全以及云安全技術的發展。其中,第3章討論主機虛擬化帶來的安全問題,詳細分析其面臨的虛擬機信息竊取、虛擬機逃逸、Rootkit 攻擊等安全威脅及其對應的安全解決方案。第4章闡釋網絡虛擬化的安全問題,分析 IaaS 環境下網絡安全域的劃分與構建,并介紹阿里云的 VPC,最后提出兩種針對虛擬網絡的安全服務接入機制。第5章介紹云計算下的身份認證、授權管理以及操作審計。第6章根據云數據安全的生命周期,分析數據從創建到銷毀各個階段面臨的安全問題以及對應的關鍵保護技術。第7章介紹云運維的基本內容,分析其相對于傳統運維的區別以及應注意的問題。第8章結合下一代網絡應該考慮的技術,介紹零信任模型、MSSP、APT 攻擊防御、大數據安全分析等內容。
第三部分(包括第9章和第10章)介紹如何安全地使用云計算服務。其中,第9章針對云用戶控制權弱化的問題,區分了云計算服務的角色并進行了責任劃分,然后從用戶的角度介紹云計算服務的使用過程。第10章結合不同應用場景介紹云安全解決方案。
第四部分(包括第11章)介紹當前云計算服務的安全標準和管理機制。第11章闡釋國內外云計算服務的安全管理、云安全標準以及管理規范。
本書的層次結構清晰,內容循序漸進,可作為高等院校信息安全、計算機及其他信息學科云安全相關課程的教材,也可以作為廣大云計算運維人員、云計算安全開發人員以及對云安全感興趣的讀者的參考書籍。作為教材時,可參考第3章到第5章的最佳實踐進行課程實驗,包括第3章云計算平臺中的虛擬化主機安全管理,第4章VPC的相關實驗,第5章身份管理、權限管理以及操作審計的實踐等。本書為讀者提供云安全問題的系統知識,并借助阿里云的實踐使讀者深入理解關鍵技術,提升讀者對云安全理論的掌握和應用能力。
本書由陳興蜀主持編寫,第1~2章和第11章由陳興蜀編寫,第3章、第6章由曾雪梅編寫,第4~5章和第8章由葛龍編寫,第7章由羅永剛編寫,第9章由王海舟編寫,第10章由王文賢編寫。本書在寫作的過程中得到了四川大學網絡空間安全研究院師生的大力支持,王毅桐、金鑫、邵國林、楊露、陳廣瑞、苑中梁、車奔、陳佳昕、趙成、陳蒙蒙、趙丹丹、王煜驄、王偉、王小艷、滑強、李敏毓、馬晨曦等進行了大量的工作,沒有他(她)們的支持與幫助,很難完成本書編寫工作。
本書是教育部-阿里云產學合作專業綜合改革項目的規劃教材,同時獲得四川大學研究生課程建設項目的支持。
感謝阿里云團隊對本書編寫給予的大力支持,李妹芳、蘇建東、楊寧、李俊、李蘭柱、董斌雁、安忍、王曉斐、鄔怡、楊寧、肖力等阿里云的專家為本書的編寫提供了大量幫助,尤其在討論書稿內容、提出重要建議、申請阿里云平臺資源、提供參考資料等方面給予了重要支持。
同時還要感謝機械工業出版社華章分社朱劼編輯和出版團隊的辛勤工作。
本書僅代表作者及研究團隊對于云計算安全的觀點,由于水平有限,書中難免存在不準確或不足之處,懇請讀者批評指正,以便后續改進和完善。
編者2017年5月