云用戶和提供商需要避免數(shù)據(jù)丟失和被竊。如今，個(gè)人和企業(yè)數(shù)據(jù)加密都是強(qiáng)烈推薦的，甚至有些情況下是世界范圍法律法規(guī)強(qiáng)制要求的。云用戶希望他們的提供商為其加密數(shù)據(jù)，以確保無論數(shù)據(jù)物理上存儲在哪里都受到保護(hù)。同樣的，云提供商也需要保護(hù)其用戶的敏感數(shù)據(jù)。

強(qiáng)加密及密鑰管理是云計(jì)算系統(tǒng)需要用以保護(hù)數(shù)據(jù)的一種核心機(jī)制。由于加密本身不能保證防止數(shù)據(jù)丟失，因此法律法規(guī)中的責(zé)任避風(fēng)港(safe harbor provisions)將加密數(shù)據(jù)的丟失看作根本沒有丟失。加密提供了資源保護(hù)功能，同時(shí)密鑰管理則提供了對受保護(hù)資源的訪問控制。

加密的機(jī)密性和完整性

云環(huán)境由多個(gè)“租戶”共享，服務(wù)提供商對于這個(gè)環(huán)境中的數(shù)據(jù)有特許存取權(quán)。因此云中存儲的機(jī)密數(shù)據(jù)必須通過訪問控制組合、合同責(zé)任和加密措施等進(jìn)行保護(hù)。其中，加密提供的好處有：對云服務(wù)提供商的依賴性最小、減少對運(yùn)行錯(cuò)誤(operational failures)檢測的依賴性。

加密網(wǎng)絡(luò)傳輸中的數(shù)據(jù)。加密在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)亩嘤猛緳C(jī)密數(shù)據(jù)(credentials)是極其必要的，比如信用卡號、密碼和私鑰等。雖然云提供商網(wǎng)絡(luò)可能比開放網(wǎng)絡(luò)安全，但是他們使用其特有的、由許多不同的組成部分構(gòu)成的架構(gòu)，且由不同的組織共享云。因此，即便是在云提供商的網(wǎng)絡(luò)中，保護(hù)這些傳輸中的敏感數(shù)據(jù)和受監(jiān)管信息也是非常重要的。通常情況下，這些在SaaS、PaaS和IaaS環(huán)境中實(shí)施起來的難易程度是一樣的。

加密靜止數(shù)據(jù)。加密磁盤上的數(shù)據(jù)或生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)很重要，因?yàn)檫@可以用來防止惡意的云服務(wù)提供商、惡意的鄰居“租戶”及某些類型應(yīng)用的濫用。對于長期的檔案存儲來說，一些用戶加密他們自己的數(shù)據(jù)然后發(fā)送密文到云數(shù)據(jù)存儲商。這些客戶控制并保存密鑰，在自己需要的情況下解密數(shù)據(jù)。在IaaS環(huán)境中，使用多種提供商和第三方工具加密靜止數(shù)據(jù)很普遍。在PaaS環(huán)境中加密靜止數(shù)據(jù)一般會較復(fù)雜，需要提供商提供的或?qū)ｉT定制的設(shè)備。在SaaS環(huán)境中加密靜止數(shù)據(jù)是云用戶無法直接實(shí)施的，需要向他們的提供商請求。

加密備份媒介中的數(shù)據(jù)。這可以防止對丟失或被竊媒介的濫用。理想的情況是云服務(wù)提供商以透明模式實(shí)施。但是，作為用戶和數(shù)據(jù)提供者，驗(yàn)證是否有這種加密是你自己的責(zé)任。對加密基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)考慮因素是處理數(shù)據(jù)的壽命。

除這些常見的加密應(yīng)用之外，對云提供商可能遭受的特殊攻擊同樣要求進(jìn)一步分析加密動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的方式，包括內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

密鑰管理

現(xiàn)有的云服務(wù)提供商可以提供基礎(chǔ)加密密鑰方案來保護(hù)基于云的應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)，或者他們將這些保護(hù)措施都交由他們的用戶決定。當(dāng)云服務(wù)提供商向支持健壯密鑰管理的方案發(fā)展時(shí)，需要做更多工作來克服采用的障礙。正在制定的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在不久的未來解決這個(gè)問題，但是工作仍然在進(jìn)行中。云計(jì)算中還有很多密鑰管理有關(guān)的問題和挑戰(zhàn)。

保護(hù)密鑰存儲(Key Store)。密鑰存儲必須像其他敏感數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行保護(hù)。在存儲、傳輸和備份中都必須保護(hù)。不適當(dāng)?shù)拿荑�存儲可能危害所有加密數(shù)據(jù)。

訪問密鑰存儲。必須限制只有特定需要單獨(dú)密鑰的實(shí)體可以訪問密鑰存儲。還需要相關(guān)策略來管理密鑰存儲，使用角色分離來幫助進(jìn)行訪問控制：給定密鑰的使用實(shí)體不能是存儲該密鑰的實(shí)體。

密鑰備份和恢復(fù)。丟失密鑰無疑意味著丟失了這些密鑰所保護(hù)的數(shù)據(jù)。盡管這是一種銷毀數(shù)據(jù)的有效過程，但是意外丟失保護(hù)關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的密鑰會毀滅一個(gè)業(yè)務(wù)，所以必須執(zhí)行安全備份和恢復(fù)解決方案。

有很多標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針適用于云中的密鑰管理。OASIS密鑰管理協(xié)同協(xié)議(KMIP)就是云中協(xié)同密鑰管理的新標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1619.3標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了存儲加密和密鑰管理，尤其適用于存儲IaaS。

建議

• 使用加密把數(shù)據(jù)使用與數(shù)據(jù)保管分離。

• 把存放數(shù)據(jù)的云服務(wù)提供商與密鑰管理分開，建立一系列的“分離”(separation)。這即保護(hù)了云提供商，也保護(hù)了用戶。避免其由于法律要求而提供數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生沖突。

• 當(dāng)在合同中約定加密時(shí)，確保加密遵循了相關(guān)行業(yè)和政府標(biāo)準(zhǔn)。

• 了解是否云提供商的設(shè)施提供了角色管理及職責(zé)分離。

• 如果云提供商必須進(jìn)行密鑰管理，了解提供商是否定義了密鑰管理生命周期的過程：密鑰如何產(chǎn)生、使用、存儲、備份、恢復(fù)、輪換和刪除。而且，了解是否每個(gè)客戶使用了相同密鑰或是否每個(gè)客戶有其自己的密鑰系列。

• 除了確保受監(jiān)管和/或敏感客戶數(shù)據(jù)在靜止時(shí)是加密的之外，還要確保在其在云提供商的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)是加密的。在IaaS環(huán)境中，這將由云用戶選擇實(shí)施;在PaaS環(huán)境中，由用戶和提供商共同分擔(dān)責(zé)任;在SaaS環(huán)境中，由云提供商來負(fù)責(zé)。

• 在IaaS環(huán)境中，理解由傳統(tǒng)加密分別保護(hù)的敏感信息和關(guān)鍵材料如何在使用中可能暴露(exposed)。例如，虛擬機(jī)交換文件與其他臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲位置可能也需要進(jìn)行加密。