امنیت محاسبات ابری؛ چالشها و راهکارها

در این گزارش به موضوع جدید و مورد توجه هم از نظر علمی و هم از نظر تجاری، محاسبات ابری می­پردازیم. محاسبات ابری، تکاملی برای محاسبات توری می­باشد. بنابراین، در ابتدا مروری اجمالی به محاسبات توری و معماری آن خواهیم داشت و پس از مطرح کردن محاسبات ابری، چالش­ها و مزیت­های کلی محاسبات ابری را بررسی خواهیم کرد. محاسبات ابری دارای سه لایه اصلی، نرم­ افزار به عنوان سرویس (SaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و زیرساختار به عنوان (LaaS) می­باشد. در این گزارش، تمرکز اصلی روی لایه Saas است که خصوصیات، مزیت­ها و چالش­های این لایه مطرح می­شوند. پس از بررسی لایه SaaS می­بینیم که مهم­ترین چالش در محاسبات ابری، مسئله امنیت است. به همین خاطر، این موضوع را به طور کامل­تر تشریح کرده و مسائل مرتبط با آن را مطرح می­نماییم. در ادامه به بررسی موردی میان­ افزار ترکیبی اوارکل به عنوان یک پلتفرم به عنوان سرویس می­پردازیم.

فهرست مطالب

1) مقدمه. 1

2) محاسبات توری. 2

2-1) تور چیست؟. 2

2-2) معماری تور محاسباتی. 3

2-3) میان افزار توری. 6

2-4) گرایشهای نوین در محاسبات توری. 7

2-4-1) همگرایی محاسبات توری و محاسبات سرویسگرا. 7

2-4-2) تکامل با محاسبات ابری و نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS) 12

3) محاسبات ابری. 16

3-1) تعاریف ابر. 24

3-2) تاریخچه ابری. 36

3-3) مقایسه ها. 37

3-4) نگاهی به مدل مدرن محاسبات برحسب نیاز (Computing Modern On – Demand). 38

3-5) خصوصیات ابرها. 38

3-5-1) خصوصیات کلیدی. 41

3-6) معماری و مؤلفه های ابرها. 49

3-6-1) معماری نرم افزاری. 49

3-6-1-1) زیرساختار به عنوان سرویس. 50

3-6-1-2) پلتفرم به عنوان سرویس. 51

3-6-1-3) نرم افزار به عنوان سرویس. 52

3-6-2) معماری سیستمی. 54

3-6-2-1) معماری:. 54

3-6-2-2-) لایه ها:. 55

3-6-2-3) حالتهای استقرار. 58

3-6-3) محاسبات ابری از منظر تکنیکی. 60

3-6-3-1) استانداردها:. 61

3-6-3-2) تکنولوژیهای محاسبات ابری:. 64

3-6-3-3) سرورهای محاسبات ابری:. 65

3-6-3-4) زیرساختهای محاسبات ابری. 66

3-6-3-5) پلتفرم های محاسبات ابری:. 69

3-6-3-6) برنامه های کاربردی ابری:. 71

3-7) لایه ی نرم افزار به عنوان سرویس. 72

3-7-1) بلوغ معماری SaaS. 73

3-7-2) مشخصات کلیدی SaaS. 75

3-7-3) مشتریهای محاسبات ابری. 76

4) مقایسه محاسبات ابری و محاسبات توری. 78

5) چالشها و مزایای محاسبات ابری. 81

5-1) چالشها و مزیایا محاسبات توری. 81

5-1-1) مزایای محاسبات توری. 81

5-1-2) چالشهای محاسبات توری. 83

5-2) چالشها و مزایای محاسبات ابری به طور کلی. 85

5-2-1) مزایای محاسبات ابری. 85

5-2-2) چالشهای محاسبات ابری. 86

5-3) مزیتها، چالشها و هزینه های لایه نرم افزار به عنوان سرویس 89

5-3-1) مزیتهای لایه نرم افزار به عنوان سرویس. 89

5-3-2) چالشهای نرم افزار به عنوان سرویس. 91

5-3-2-1) چالشهای تکنیکی نرم افزار به عنوان سرویس 91

5-3-2-2) چالشهای نرم افزار به عنوان سرویس از دیدگاه مشتری 93

5-3-2-3) چالشهای نرم فزار به عنوان سرویس از دیدگاه کسب وکار: 94

5-3-2-4) چالشهای کلیدی در تولید راه حلهای SaaS. 95

5-3-2-5) هزینه های SaaS. 95

5-3-2-6) خطرهای SaaS:. 97

6) مطالعه موردی: محاسبات ابری در اوراکل. 98

6-1) استراتژیهای معماری. 98

6-1-1) مرور اجرایی. 98

6-1-2) تکامل معماری IT. 99

6-1-3) مزیتهای اولیه محاسبات ابری:. 100

6-1-4) بلاکهای ساختن ابر. 101

6-1-5) سطوح مختلف محاسبات ابری. 104

6-1-6) اصول و مفاهیم معماری. 107

6-2) پلتفرم به عنوان سرویس با استفاده از اوراکل. 115

6-2-1) محاسبات ابری و سازمان. 115

6-2-2) نیازمندیها و معماری مرجع برای ابر اختصاصی PaaS 116

6-2-3) چرخه حیات ابر اختصاصی PaaS. 117

6-2-4) ابر اختصاصی PaaS با میان افزار ترکیبی اوراکل 118

7) امنیت در محاسبات ابری. 126

7-1) امنیت زیرساختار (InfraStructure Security). 126

7-1-1) امنیت زیرساختار در سطح شبکه. 126

7-1-2) امنیت زیرساختار در سطح میزبانی. 130

7-1-2-1) امنیت زیرساختار میزبانی برای SaaS و PaaS: 130

7-1-2-2) امنیت میزبانی IaaS. 131

7-1-2-3) امنیت سرویس دهنده مجازی. 131

7-1-3) امنیت زیرساختار در سطح برنامه کاربردی. 134

7-1-3-1) امنیت برنامه کاربردی SaaS. 135

7-1-3-2) امنیت برنامه کاربردی PaaS. 136

7-1-3-3) امنیت برنامه کاربردی IaaS. 137

7-2) امنیت داده و ذخیره سازی. 138

7-2-1) امنیت داده. 138

7-2-2) ذخیره سازی. 139

7-2-2-1) محرمانگی:. 140

7-2-2-2) جامعیت. 141

7-2-2-3) در دسترس پذیری. 141

7-3) مدیریت شناسایی و دسترسی (IAM). 142

7-3-1) معماری IAM.. 144

7-3-2) استانداردهای IAM.. 147

7-3-2-1) SAML (Security Assertion markup language). 148

7-3-2-2) (SPML) Service Provisioning Markup Language. 150

7-3-2-3) (XACML) eXensible Access Control Markup Language. 151

7-3-2-4) (Oauth) Open Authentication. 154

7-3-3) مدیریت شناسایی به عنوان یک سرویس (a Service identity management as) 155

7-4) مدیریت امنیت در ابر. 156

7-4-1) نگرانیها و چالشهای امنیتی. 159

7-4-2) استانداردهای مدیریت امنیت. 160

7-4-2-1) کتابخانه زیرساختاری تکنولوژی اطلاعات (ITIL) 160

7-4-2-2) سازمان بین المللی برای استانداردساز (ISO) 27001/27002 162

7-4-2-3) قالب مجازی سازی باز (Open Virtualization Format) (OVF): 164

7-4-3) مدلهای مدیریت امنیت. 165

7-4-4) تکنولوژیهای امنیتی بکار گرفته شده در محاسبات ابری 172

7-4-4-1) WS _ Security. 172

7-4-4-2) TLS (Transport Layer Security). 173

7-4-4-3) امضای XML. 175

7-4-4-4) امنیت مرورگر. 177

7-4-5) یک مدل امنیتی پیشنهادی برای محاسبات ابری. 178

8- نتیجه گیری. 184

9- منابع. 186

 فهرست اشکال

 شکل 2-1- معماری محاسبات توری. 3

شکل 2-2- نگاشت معماری محاسبات توری به محاسبات سرویسگرا 9

شکل 2-3- معماری OGSA.. 11

شکل 2-4- تکامل محاسبات ابری (برگرفته از IBM 2009). 14

شکل 3-1- محاسبات ابری. 16

شکل 3-2- API ابری. 41

شکل 3-3- معماری سه لایه محاسبات ابری. 49

شکل 3-4- تشابه محاسبات ابری و محاسبات توری. 51

شکل 3-5- معماری سیستمی ابری. 54

شکل 3-6- معماری ابری. 55

شکل 3-7- حالتهای استقرار ابری. 58

شکل 3-8- ابر اختصاصی مجازی. 69

شکل 5-1- چالشهای محاسبات ابری. 88

شکل 5-2- مزیتهای کلیدی SaaS. 90

شکل 5-3- چالشهای SaaS از دید مشتری. 93

شکل 5-4- هزینه های کلیدی SaaS. 96

شکل 6-1- بلاکهای سازنده امر. 102

شکل 6-2- لایه های ابری اوراکل. 105

شکل 6-3- عناصر کلیدی معماری برای ابر اختصاصی اوراکل 114

شکل 6-4- توزیعشدگی سیستمها. 115

شکل 6-5- معماری پایهای پلتفرم به عنوان سرویس. 116

شکل 6-6- قدمهای چرخه حیات PaaS. 117

شکل 6-7- تور برنامه کاربردی. 119

شکل 6-8- SOA و BPM.. 121

شکل 6-9- واسط کاربری اوراکل. 122

شکل 6-10- مدیریت شناسایی و دسترسی. 123

شکل 6-11- مدیریت سازمانی. 124

شکل 6-12- حرکت به سمت ابری شدن. 125

شکل 7-1- ابر اختصاصی در مقابل اکسترانت. 127

شکل 7-2- امنیت در چرخه حیاتی توسعه نرم افزار. 134

شکل 7-3- رمزنگاری متقارن. 140

شکل 7-4- رمزنگاری نامتقارن. 141

شکل 7-5- رابطه در دسترس پذیری و downtime. 142

شکل 7-6- معماری IAM.. 145

شکل 7-7- چرخه شناسایی. 146

شکل 7-8- SSO در Google Apps. 150

شکل 7-9- یک موردکاربردی از SPML. 152

شکل 7-10- مورد کاربردی XACML. 154

شکل 7-11- توالی تعاملها بین مشتری و سرویسهای google. 156

شکل 7-12- مدیریت شناسه در SaaS. 157

شکل 7-13- مدیریت امنیت ابر. 158

شکل 7-14- چالشهای پیش روی امنیت. 159

شکل 7-15- چرخه حیات ITIL. 164

شکل7-16-یک پیام SOAP که بدنهاش امضا شده است.. 176

شکل 7-17- پیام SOAP پس از حمله. 177

شکل 7-18- ماژولهای سیستمی SACS. 181

شکل 7-19- مدل امنیتی. 182

شکل 7-20- بررسی کارایی مدل امنیتی محاسبات ابری. 183

شکل 7-21- کارایی. 184