云计算中基于Tent映射的混沌混合加密算法研究.doc

云计算中基于Tent映射的混沌混合加密算法研究.doc云计算中基于Tent映射的混沌混合加密算法研究摘要:本文介绍了云计算特点及Hadoop分布式计算框架,对云计算中引入混沌理论的混合加密算法进行研究。首先分析了传统加密算法DES和RSA,对其二者在云计算中的缺陷进行了阐述,通过引入混沌理论提出了一种混沌混合加密算法(CDR)。该算法通过Tent映射产生随机混沌序列,转换为初始密钥,利用混沌特性对密钥进行优化,然后对DES及RSA算法进行混合。最后在Hadoop平台上进行实验,搭建集群模拟云平台,通过MapReduce过程执行CDR算法对数据进行加密和解密实验,通过实验分析证明CDR算法从安全性和效率上优于DES和RSA算法,更加适用于云计算环境。关键词:云计算;混沌理论;Hadoop平台;DES算法;RSA算法中图分类号::A Abstract:putingframework,,thetraditionalencryptionalgorithmDESandRSAareanalyzed,(CDR),andconvertsittotheinitialkey,andthenmixedwithDESandRSAalgorithmtoencryptanddecryptthedata,,experimentsareconductedontheHadoopplatform,inwhichaclustersimulationcloudenvironmentisbuilt,parisonoftheexperimentalresultswithDESandRSAalgorithm,putingenvironment. Keywords:puting;ChaosTheory;Hadoop;DES;RSA 1引言云?算作为一种应用于互联网的新兴的计算模式,将基础资源设施、应用系统、软件平台等作为服务提供给用户[1]。云计算也是一种以虚拟化为基础的架构方式,能够将资源虚拟化并构建规模较大的资源池,对外以服务方式进行管理。随着云计算的发展,海量的用户数据和大型数据被放入云计算系统中,由于云计算分布式及虚拟化的特点,用户不能直观的确定数据的存储位置和划分情况等,所以数据的安全问题就变得非常重要。对传输数据进行加密处理是目前最直观最可行的保障数据安全的方法。目前有很多成熟的加密算法基本能够保证加密密文不被轻易破解,例如本文讨论的RSA算法。但是,由于云计算提供的服务主要面向互联网用户,在目前带宽成本和配套设施的限制下,要保证云计算的服务速度,对加密算法的效率就提出了较高的要求,RSA算法密钥生成较为复杂,对云计算中的大型数据加密时间较长,不适合应用在云计算中。 DES算法提出较早,是一种典型的对称加密算法,DES最大的优势在于软硬件上实现起来较为简单,执行速度较快,从效率角度出发适合应用在云计算中。但是较RSA算法而言,仅64位的密钥长度,在目前计算机硬件发展水平下,存在被暴力破解的可能,从安全性上不适合应用在云计算中。本文从改进RSA和DES算法在云计算中的缺点出发,提出一种适合云计算的混沌混合加密算法(CDR)。该算法引入混沌理论,通过混沌映射变量的随机性和遍历性对初始密码优化,同时对RSA和DES两种算法进行混合。提出算法对明文通过效率较高的DES算法进行加密以保证云计算下的效率,对通过混沌映射得到的密钥进行RSA算法加密传输,以保证云计算中的安全性。最后通过搭建Hadoop云平台,创建集群模拟云计算环境。通过MapReduce执行CDR算法进行数据加密解密实验,通过对明文数据不同大小的划分,测试了提出算法在云环境下的表现,并且横向对比了RSA和DES在相同实验环境下的数据,从执行效率及安全性角度证明CDR算法更适合于云计算的要求。 2Hadoop框架分析 Hadoop是Apache基金会所开发的一种分布式计算框架,非常适用于云计算环境,可以对海量的数据提供存储和计算[2]。Hadoop框架最核心的设计就是分布式文件系统(HDFS)和并行计算框架(MapReduce)。HFDS负责对数据进行分配和提供存储,MapReduce负责对数据提供计算。 HDFS本质是一种分布式文件系统,它可以将一个大的数据进行划分,