基于大數(shù)據(jù)的安全傳輸及存儲系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)分析

黃為

摘要：當前，人類已經(jīng)步入智能化互聯(lián)網(wǎng)時代，在網(wǎng)絡(luò)快速普及的社會發(fā)展背景下，大數(shù)據(jù)作為一種網(wǎng)絡(luò)資源被越來越多地應(yīng)用到各行各業(yè)，成為新時期的新型資源之一。而在實際的應(yīng)用中，大數(shù)據(jù)的收集、存儲、利用等過程仍存在較大的安全問題，要想實現(xiàn)大數(shù)據(jù)在行業(yè)中更好的應(yīng)用，故解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩珕栴}顯得尤為重要。此外，大數(shù)據(jù)本身是海量的數(shù)據(jù)資源，需要相關(guān)系統(tǒng)有一定的存量，所以要解決數(shù)據(jù)資源的采集和處理的問題，需要進一步完善相關(guān)的存儲系統(tǒng)設(shè)計。本文主要研究了大數(shù)據(jù)當前的存在的安全問題，探究安全傳輸和存儲系統(tǒng)的設(shè)計，為大數(shù)據(jù)時代下的安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)提供一些思路。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);安全傳輸;存儲系統(tǒng);設(shè)計

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）07-0028-03

數(shù)據(jù)充滿在人類的生活當中。支付寶的消費記錄、每日的行走步數(shù)、考試的分數(shù)等，都可被稱為數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)就是這些資料的增量版，是巨大、多樣、即時資料中真實的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)時代，各類數(shù)據(jù)資源豐富，取得和儲存數(shù)據(jù)是進行大數(shù)據(jù)分析的第一步。對于海量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，通過構(gòu)建相關(guān)的安全體系，可以更好地把握信息獲取和存儲的防護，從而完善敏感信息的高效交互和處理分析。在這一過程中，各單元可以借助終端以及相關(guān)的存儲設(shè)備提供安全有效的防護支持，保證相關(guān)信息的安全可靠，營造良好的運行環(huán)境，從而確保整體設(shè)備的可控性[1]。對此，設(shè)計相應(yīng)的安全傳輸和存儲系統(tǒng)，確保整體數(shù)據(jù)傳輸安全和效率是很有必要的。

1 大數(shù)據(jù)應(yīng)用安全問題

大數(shù)據(jù)資源是當前社會發(fā)展的重要資源之一，獲得并有效挖掘相關(guān)的大數(shù)據(jù)資源，能夠發(fā)揮信息的無限價值和潛力。例如，在現(xiàn)代商業(yè)化廣告中，通過大數(shù)據(jù)收錄的消費人群特征及喜好，為廣告精準投放提供依據(jù)。在相關(guān)的購物網(wǎng)站中，用戶瀏覽某件商品，同類的產(chǎn)品就會被推薦給用戶，這對于廣告費的賺取或商品的推廣具有很好的應(yīng)用價值;還可以通過大數(shù)據(jù)來預(yù)測相關(guān)的信息，進行投資預(yù)測等，能夠帶來的巨大的經(jīng)濟效益[2]。通過收集和分析用戶健康資訊，例如心跳速率，血氧含量，睡眠呼吸頻率等，可實現(xiàn)用戶實時監(jiān)測自己的身體狀況，醫(yī)療機構(gòu)也可提前獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，從而更好地為服務(wù)患者提供數(shù)據(jù)支撐。目前階段主要通過射頻識別、傳感器、社交網(wǎng)絡(luò)、移動終端等設(shè)備來進行大數(shù)據(jù)的采集，最終將相關(guān)的大數(shù)據(jù)存儲起來，借助相關(guān)大數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)應(yīng)用，獲得有價值的信息，把握數(shù)據(jù)信息規(guī)律，為決策和定論提供依據(jù)。而在這一過程中，大數(shù)據(jù)的采集、存儲、利用等安全問題依然有待解決。

1.1數(shù)據(jù)采集安全

數(shù)據(jù)采集，也可以稱為數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口，是一個相較漫長，循序漸進的過程，且會消耗大量系統(tǒng)資源。在收集回來的海量數(shù)據(jù)中，大多數(shù)數(shù)據(jù)都是沒有什么實用價值的，甚至還包含一些冗余或者錯誤的數(shù)據(jù)等。在數(shù)據(jù)收集中，需要經(jīng)歷較長的周期，相關(guān)數(shù)據(jù)終端設(shè)備安全性能不高，會導(dǎo)致一些數(shù)據(jù)被黑客攻擊，而非法入侵者還能進行數(shù)據(jù)的竊取和篡改，極有可能造成無法預(yù)估的損失[3]。

1.2數(shù)據(jù)存儲安全

數(shù)據(jù)存儲，包含兩方面：一方面是對于原始數(shù)據(jù)的存儲，這樣做是要確保隨時提取和進行數(shù)據(jù)分析，所以需要確保原始數(shù)據(jù)存儲的安全性和可靠性。而對于原始數(shù)據(jù)的存儲往往需要解決數(shù)據(jù)容量爆炸性增長問題，所以存儲的容量需要不斷擴大，數(shù)據(jù)存儲的成本也在上升，加上現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，讓數(shù)據(jù)的存儲和管理問題更加突出。當前的數(shù)字化技術(shù)、多媒體技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)等快速發(fā)展，數(shù)據(jù)增長以光速計算，需要不斷擴大數(shù)據(jù)存儲空間，以往充當服務(wù)器的輔助設(shè)備存儲的產(chǎn)品現(xiàn)階段卻是系統(tǒng)成本的主要部分。如果只是增加存儲設(shè)備，這樣存儲的成本還將不斷擴大，存儲的性能也會降低。對此，需要解決海量數(shù)據(jù)、多樣化數(shù)據(jù)的管理問題。

另一方面，對于有效數(shù)據(jù)的存儲問題解決。有效數(shù)據(jù)是大家爭相獲取的目標，要確保有效數(shù)據(jù)的安全性，必須要解決數(shù)據(jù)的存儲安全問題[4]。

1.3數(shù)據(jù)利用安全

大數(shù)據(jù)的核心價值是實現(xiàn)對于海量數(shù)據(jù)的有效挖掘和利用，不管是政府單位還是企業(yè)、個人，都要盡自己的能力進行數(shù)據(jù)挖掘。不過挖掘大數(shù)據(jù)信息的過程中，也可能涉及一些個人隱私、商業(yè)秘密、國家機密等。所以，大數(shù)據(jù)安全技術(shù)還涵蓋了大數(shù)據(jù)防探測、防篡改技術(shù)[5]。

技術(shù)安全問題外，還有人員安全因素。一些黑客和訓(xùn)練不足甚至不法的管理人員，或者是相關(guān)管理和數(shù)據(jù)使用人員的安全意識不強，都會導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露或破壞數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和需求分析

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計當中，用戶終端通信設(shè)備的通信能力要能夠覆蓋全球，而要確保相關(guān)用戶終端通信設(shè)備在全球區(qū)域中的安全使用，除了要建立相關(guān)的中心站，還要在全球建設(shè)通信管理站點。

發(fā)方用戶終端通信設(shè)備可以借助衛(wèi)星來進行通信信息的發(fā)送，將相關(guān)信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的通信管理站點，或者是直接發(fā)送到中心站，相應(yīng)的通信管理站點信息通信服務(wù)器還能夠?qū)崿F(xiàn)對于信息的解析后傳輸和存儲，借助相關(guān)衛(wèi)星將其傳輸?shù)绞辗接脩舻慕K端通信設(shè)備中[6]。具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：

圖1? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

2.2需求分析

基于該系統(tǒng)設(shè)計的安全實現(xiàn)需要，必須在設(shè)計中重點把握好這幾個方面的問題：

2.2.1數(shù)據(jù)傳輸安全保護

目前，全球的通信手段包含有衛(wèi)星通信、光纖通信等方式和渠道，因為相關(guān)信道的開放性進一步提升，這些通信渠道在信息傳輸中可能遭遇信息攔截、惡意分析或其他威脅等。所以，在數(shù)據(jù)安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計中，還需要應(yīng)用多種成熟的信道加密技術(shù)，為促進相關(guān)的信息傳輸和交互過程的安全性提供技術(shù)保障。

2.2.2信息交互安全保護

目前，全球通信管理站點的通信網(wǎng)絡(luò)是借助國際通信線路來進行傳輸?shù)?，這種傳輸模式也需要依賴互聯(lián)網(wǎng)的支持，所以很難確保通信網(wǎng)絡(luò)的封閉性。因此，相關(guān)通信站點以及通信網(wǎng)絡(luò)可能存在被攻擊、被病毒傳染以及出現(xiàn)因政策因素影響等問題。因為通信信息敏感性以及通信對象的特殊性，在相關(guān)信息傳輸中，要是敵方攻擊，就會對相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[7]。所以，在設(shè)計中需要應(yīng)用綜合網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，設(shè)置訪問控制，進行身份驗證，加強數(shù)據(jù)加密等技術(shù)，還需要針對惡意代碼進行防護，進行密碼分割等，來提升信息交互的安全性。

2.2.3數(shù)據(jù)安全存儲保護

按照系統(tǒng)的實際應(yīng)用環(huán)境，用戶終端通信設(shè)備中需要存儲本機參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。相關(guān)通信站點需要實時分類存儲相關(guān)用戶終端通信設(shè)備信息，保證數(shù)據(jù)的存儲效果和質(zhì)量。所以，在設(shè)計中需要應(yīng)用安全系數(shù)高、存儲效率高的存儲技術(shù)。

2.2.4環(huán)境綜合防治保護

用戶終端通信設(shè)備可以在全球范圍使用，而很多境外站點實際上安全防護工作不到位，這樣會造成境外應(yīng)用的用戶終端設(shè)備和境外站點設(shè)備安全得不到保障。相關(guān)設(shè)備可能被盜用、損壞或者是被分析，一些非法操作會導(dǎo)致信息泄露或損失。某些信息安全問題只是通過打補丁的方式來彌補，安全性能不足。且對于網(wǎng)絡(luò)安全性要求越高，網(wǎng)絡(luò)也會更加復(fù)雜，相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)容量更大，很難適應(yīng)境外站點的特殊管理[8]。所以，針對境外站點的環(huán)境安全防護，一定要更新防護技術(shù)，才能夠滿足安全需要，有效緩解系統(tǒng)安全防護復(fù)雜性問題，促進系統(tǒng)可靠性不斷提升，進而優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和管理。

3 基于大數(shù)據(jù)的安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

3.1安全傳輸系統(tǒng)設(shè)計

相關(guān)系統(tǒng)中包含的用戶設(shè)備眾多，要保證每一位用戶相關(guān)的終端設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)對于其他用戶終端設(shè)備的信號傳輸。對于一些特殊用戶，比如公司重要用戶、國家相關(guān)機關(guān)機密會議等，可以通過設(shè)置加密通道來進行通信傳輸。而按照系統(tǒng)對于相關(guān)消息處理的優(yōu)先級，還應(yīng)該包含一般通信以及緊急通信[9]。在系統(tǒng)運行中，因為一些本身敏感度較高或者是非常重要的信息必然會引起一些人進行惡意攔截，或是通過其他的方式來影響數(shù)據(jù)的正常應(yīng)用，這樣做有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)整體崩潰和癱瘓。

此外，在相關(guān)的信息傳輸中，包含的信息類別比較多，需要做好相關(guān)設(shè)備中心站的管理，保證數(shù)據(jù)的有效識別和應(yīng)用。在系統(tǒng)的認證模塊中，包含相關(guān)人員的身份認證和申請認證等，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲和銷毀等操作，需要保證相關(guān)人員身份可靠，避免非法人員冒用身份進行違法操作，通過對于相關(guān)數(shù)據(jù)的認證處理，避免非法數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的安全傳輸造成威脅。

在安全傳輸系統(tǒng)設(shè)計中，要注意系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該注重實現(xiàn)以下幾點目標：

第一，滿足身份認證功能，實現(xiàn)對于操作者的身份認證;

第二，數(shù)據(jù)入站認證，針對傳輸?shù)较嚓P(guān)數(shù)據(jù)通信處理站的信息進行認證處理;

第三，實現(xiàn)加載和安全功能。對于相關(guān)數(shù)據(jù)的加載，保證數(shù)據(jù)的安全性，避免安全威脅和攻擊行為對于數(shù)據(jù)信息安全造成的威脅。

3.2安全存儲系統(tǒng)設(shè)計

大數(shù)據(jù)的信息安全存儲是關(guān)鍵，因為存儲的大數(shù)據(jù)信息需要面向廣大用戶，所以需要處理的數(shù)據(jù)存儲量非常巨大，一般的存儲設(shè)備是很難實現(xiàn)的。在基于大數(shù)據(jù)的安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計中，需要做好大量數(shù)據(jù)特點設(shè)計安全存儲，一般針對一類消息都要配備相應(yīng)的安全存儲設(shè)備，保證能夠?qū)崟r接收和存儲信息[10]。

就目前境外通信管理站來說，相關(guān)的管理站自身的環(huán)境相對復(fù)雜，所以相關(guān)管理站自身的安全儲存設(shè)備安全性不高。對此。需要設(shè)計相關(guān)的安全存儲設(shè)備和防護系統(tǒng)。進行安全防護系統(tǒng)設(shè)計是要實現(xiàn)有效的防竊取、防剖析等功能，避免相關(guān)用戶對于數(shù)據(jù)系統(tǒng)等功能的竊取和損壞，確保數(shù)據(jù)信息安全。在這一存儲系統(tǒng)的設(shè)計中，重點要實現(xiàn)以下幾點系統(tǒng)設(shè)計目標：

第一，實現(xiàn)系統(tǒng)正確、完整的存儲功能;

第二，實現(xiàn)對于宿主設(shè)備物理操作，保證相應(yīng)設(shè)備安全;

第三，及時預(yù)防非法操作，及時預(yù)警;

第四，能夠及時感知相關(guān)違法操作，涉及的重要數(shù)據(jù)能及時進行保護;

第五，滿足安全防護策略的修改和設(shè)定需要，具備相關(guān)的修改和設(shè)定操作功能。

4 總結(jié)

大數(shù)據(jù)時代，信息是最重要的資源之一，實現(xiàn)對于大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)信息資源的有效應(yīng)用，需要把握大數(shù)據(jù)時代安全傳輸和存儲系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用。目前大數(shù)據(jù)安全傳輸和存儲中還面臨一些不足和問題，對此，需要把握這些安全威脅及問題，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計需要來進行大數(shù)據(jù)安全防護，做好大數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)和安全存儲系統(tǒng)設(shè)計，確保大數(shù)據(jù)整體安全傳輸效益和存儲目標的實現(xiàn)，為實現(xiàn)大數(shù)據(jù)資源的更好應(yīng)用做好保障。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】