移动云计算中多安全域云服务组织模型与访问控制方法研究

The mobile internet has tied together with the people’s work and life, and the mobile terminal with constraint resource depends on the background cloud service very much while completing complex functions. In order to meet the requirements of massive cloud service discovery and fine-grained access control in the heterogeneous and complex mobile cloud computing, four works will be done. Firstly, Peer-to-Peer computing and Publish/Subscribe mechanism are imported to construct a multi secure domain cloud service organization model, and the Petri net theory is used to describe the model formally. Secondly, the attribute based encryption for mobile terminal is studied, and used to realize fine-grained cloud service access control. Thirdly, the Software-defined Network is imported into cloud service organization model to optimize the cloud service discovery and access for the mobile terminal, and to realize Quality of Service control. Finally, the evaluation mechanism is given, and all the research results are integrated to realize a cloud service organization and access control demo system, performances of the model and algorithm are modeling analyzed and evaluated. This study provides new ideas and theoretical basis to construct a massive, high performance, and secure cloud service sharing system for mobile application, which is full of important scientific and practical significance.

移动互联网已与人们的工作、生活紧密相关，资源受限的移动终端要完成复杂的功能越来越依赖于后台的云服务。为满足异构复杂的移动云计算环境中，大规模云服务发现和细粒度访问控制的需求，本研究拟引入对等计算和发布订阅机制，构建多安全域云服务组织模型，基于Petri网理论完成形式化描述；研究适于移动终端应用的属性基加密算法，实现对云服务的细粒度访问控制；针对云服务组织模型，引入软件定义网络，优化移动终端对云服务的查找、访问，实现服务质量控制。最后，给出评估机制，集成阶段性研究成果，实现适合移动云计算环境的云服务组织与访问控制原型系统，对模型和算法的性能进行建模分析与评价。本研究为面向移动应用构建大规模、高性能、安全的云服务共享系统提供新思路和理论依据，具有重要的科学及现实意义。

随着移动互联网的普及，移动云计算技术应用日益重要。为满足异构复杂的移动云计算环境中，大规模云服务发现和细粒度访问控制的需求，本课题主要从以下四个方面展开了研究：（1）引入区块链和发布订阅机制，面向多个安全域的云服务，基于主动对等架构，设计基于区块链的移动云服务发布/订阅系统模型，实现移动云服务的快速发布和订阅匹配，提出云边协同的云服务优化方法，进行了形式化描述。（2）针对移动云计算和云服务的访问控制，提出动态属性和静态属性的管理方法，设计组合策略树的树形访问策略描述方法，适用于资源受限移动终端的轻量级属性基加密算法，并结合Fabric区块链层次属性结构设计多授权中心属性基加密方法，实现对移动云服务的细粒度访问控制。（3）针对云服务QoS控制和组织模型优化，面向多安全域的云服务质量控制，提出基于SDN控制器集群的云服务QoS保障方案，利用SDN技术在CRUSH算法中加入网络状态和节点负载的测量，设计多种并行优化方法，提升云服务中海量数据处理能。（4）实现原型系统，提出相应的性能指标，对模型和算法的性能进行了有效建模分析与评价。在研究期间共发表论文32篇，SCI一区/CCF A论文2篇，SCI二区/CCF B论文3篇，国内一级学报3篇，公开/已授权发明专利16项，获得广西技术发明二等奖1次。以上研究成果为突破移动云计算中多安全域、高性能、可扩展的云服务组织和移动终端-云服务双向的细粒度访问控制技术难题，为“互联网+”背景下构建大规模移动云服务共享系统提供了新思路和理论依据。