基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究.pdf

信息技术XINXIJISHU2023年第1 0 期基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究周明，赵永红”，由媛媛，巩舒？（1.国网安徽省电力有限公司信息通信分公司，合肥2 3 0 0 6 1；2.国网安徽省电力有限公司，合肥2 3 0 0 6 1)摘要：针对传统信息安全体系存在安全性差、数据信息质量低的问题，该研究设计了基于计算机云服务的数据信息安全体系。利用层次分析法判断用户端的个性化需求，并在计算机云服务环境下评价用户的个性偏好，然后根据信息安全性传输时间矩阵排列，计算电力数据信息的加权均值，通过设置安全传输时间的加权平均值来整合数据，从而建立电力数据信息安全性传输模型。最后，利用信息增益方法获取电力数据属性，通过描述目标信息特征对其进行全面检测。实验结果表明：文中构建的体系不仅可以提高电力数据信息的安全性，还能够提高传输质量。关键词：计算机云服务；传输模型；数据信息；安全体系；攻击信息中图分类号：TP391D0I:10.13274/ki.hdzj.2023.10.030文献标识码：A文章编号：1 0 0 9-2 552(2 0 2 3)1 0-0 1 6 3-0 5Research on the construction of data information security system based on computer cloud serviceZHOU Ming,ZHAO Yong-hong,YOU Yuan-yuan,CONG Shu?(1.State Grid Anhui Electric Power Co.,Ltd.Information and Telecommunication Branc,Hefei 230061,China;2.State Grid Anhui Electric Power Co.,Ltd.,Hefei 230061,China)Abstract:To solve the problems of poor security and low quality of data information in the traditional infor-mation security system,this study designs a data information security system based on computer cloud serv-ice.The analytic hierarchy process is used to judge the personalized needs of users,and evaluate userspersonality preferences in the computer cloud service environment.Then,according to the arrangement ofinformation security transmission time matrix,the weighted average value of power data information is calcu-lated,and the data is integrated by setting the weighted average value of security transmission time,so as toestablish the power data information security transmission model.Finally,the information gain method isused to obtain the attributes of power data,and the target information characteristics are described to detectit comprehensively.The experiment results show that the system constructed in this paper can not only im-prove the security of power data information,but also improve the transmission quality.Key words:computer cloud service;transmission model;data information;safety system;attack informa-tion0引言作者简介：周明（1 97 5），男，本科，高级工程师，研究方向为大数据、数据分析、云服务。随着互联网的普及，云服务利用计算机技术一1 6 3 一检索云服务基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究-创造了更适应于电力企业发展的产品，使得电力企业的工作效率得以提升。计算机云服务在得到广泛应用的同时,其安全体系的构建逐渐引起人们的关注。因此，有必要对电力数据信息的安全性进行研究，尽可能地利用计算机技术构建安全服务体系，有效提升电力企业运营的安全性能2 。针对计算机云服务带来的数据信息安全问题，通过构建安全体系系统，可以实现对计算机云服务数据信息的安全管理,形成完善且有效的信息安全管理体系3 金鑫4 等人提出了一种基于网络节点加密的数据信息保护方案。首先通过管理器构建数据信息保护模型，对网络信息路径进行有效甄别，然后根据构建的隐私信息模型将数据进行加密,并将密钥传输到相关的应用服务器内，最后通过服务器主机对密钥进行解密获取其具体的数据信息，在数据信息进行传输过程中对其进行加密设置,有效防止攻击者的窃听和盗取。刘宇5 等人设计了一种基于应用链的网络数据安全保护方案，该方案通过引用中心化区块链技术来搭建网络数据安全保护模块，利用联盟保护模块机制实现对网络运行数据完整性的保护,再利用管理机制构建网络保护通道，保证数据传输过程中数据的隐私性。通过对基于应用链的网络数据安全保护方案的实例验证，证明了该方案的可行性和有效性，但是应用该方案后数据信息的质量较差。基于以上研究背景，本文基于计算机云服务构建了新的数据信息安全体系。1数据信息安全体系构建方法1.1选择电力数据信息安全体系的云服务在云计算环境中,用户与供应商之间存在一定关联,且呈现随机性和模糊性等特性，而模糊推理是选择电力数据信息安全体系云服务的一种不确定推论，可以处理选择的不确定性。通过构建模糊推理框架，实现用户与供应商之间的关联实用性。为此，本研究引人模糊推理选择电力数据信息安全体系云服务，这是一个求解的过程,可以很好地呈现出云服务环境下各个属性之间的关联关系，通过模糊推理的过程对属性进行分析,实一1 6 4 一一周明等现电力数据信息安全体系的云服务选择。对于电力数据信息安全体系的云服务在选择过程中存在差异性问题，本研究根据用户需求设计了一种配合云服务选取的安全体系选择方法。选择过程遵循计算机云服务提供服务的属性，使用层次分析法确定了用户的个性化需求7 。同时充分考虑计算机云服务选择数据信息安全体系的环境,在检索环境中存在的历史数据的基础上，利用模糊推理的方式评价用户的个性偏好,选择合适的云服务。本文的云服务选择框架如图1所示。用户偏好数据信息处理云服务选择模糊推理机去模糊化模糊化模糊推理图1 电力数据信息安全体系选择框架1.2建立电力数据信息安全性传输模型假设计算机云服务数据信息遭受网络攻击的信息样本数目为i，计算机云服务数据信息安全传输的数量为i,Y,表示第j个电力数据信息的传输值。根据选择的数据信息安全体系云服务，构建安全性传输模型，其表达式如下：YYi22YiY21Y2Y2iY=：LYiY2根据式(1)计算出电力数据信息安全传输到每层云服务过程的安全系数u，以及保证数据安全传输的守恒指数入，其具体的表达式如下：用户偏好分析构建递阶排序及一次性层次结构检验权重分析属性性能实测值模糊推理规则库Y设置时效性权值计算样本均值属性证据获取(1)基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究i根据上式可以计算出电力数据信息安全性传u=(2)ZY0入=i根据上述公式(2)和(3)的计算结果,对电力数据信息的安全传输数据进行整合管理，采用聚类分析法8 对采集到的数据进行分析，获取安全传输模糊集合，其表达式如下：(4)S;=f(Yi,Y)(5)其中，S,表示安全传输模糊集合的排列矩阵，f（Y,Y）表示安全传输过程中的距离间隔,其表达式为：(Y,Y)=Y,+Y如果电力数据信息安全性传输模型的衡量指标集合为P=Pj2l,电力数据信息在云端进行安全传输过程与实际传输过程所消耗的时间百分比为U，安全性传输的指标系数权重集合为X=X,1j2,对固定时间内的全部电力数据信息进行权重整理 ,其表达式具体如下：T=(G,:X,)+S;+AUAU其中,G,代表电力数据信息在第i层的所有安全传输数据集合。安全传输权重信息表示云端所有电力数据信息受到攻击的安全性传输结果，其权重信息与云端传输信息数据的安全系数成正比，权重值越高说明电力数据信息的安全性传输概率越大1 0 ,计算出安全性传输的权重矩阵如下：b11b12b2b22B=L0bi2其中,当b0时,根据公式(8)得到的安全性传输权重矩阵建立安全传输的数据集如下：PPX=(Y+Y2+Y)(9)j=2j=2一周明等输的权重矩阵对信息数据安全传输的影响，由此可获得安全性传输的衡量指标如下：(3)Q=P2(X/Y)-2根据上述衡量指标的计算，对比分析电力数据信息的安全性，得到：Q 入，含有危险信息LQ入，没有危险信息其中，入是公式（3）中求得的保证数据安全传输的守恒指数。根据电力数据信息安全性传输时间的矩阵排列,设置安全传输时间的加权平均值,并对计算机云服务环境下所有的电力数据信息进行整合，实现数据信息的安全性传输1.3电力数据信息安全体系构建原理(6)假设在计算机云服务环境下有个节点用于传输电力数据信息ri，r 2，,rn，且不同的传输节点相对应的网络特征不同，但传输节点具有概率相关性1 2 ,其全部传输节点的概率相关性用P(ri),P(r2),P(rn)表示。那么,当P(r)=1时,利用公式(1 2)可以计算出电力数据信息传输节点的信息熵，即：GPG(R)=P(r)log,P(r)(7)结合上述得到的节点熵值，对计算机云服务环境下的电力数据信息进行离散化处理，在PSO决策树环境下，通过各个节点的访问状态，确定计算机云服务环境下电力数据信息传输的状态1 3 ，获得传输节点与决策树根部的最短距离，其具体过程如下：当传输节点的数量为k时，其传输过程中的节点数量可以用P（i=1,2，,k)来表示,用B0表示传输节点的属性,将传输节点的属性分成(8)ui,uz，,u 个子属性,根据不同的属性将电力数据信息划分为个子集,且各个节点由B组成，同b一决策树下根节点拥有相同安全性传输节点H;的概率为pi，此时电力数据信息安全传输的信息熵利用式(1 3)进行表示：J(z)=P,log2(P)Pj=2(10)(11)(12)(13)电力数据信息安全传输过程中的安全范围用一1 6 5一基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究公式（1 4）进行描述：W(B)=TDT2,！J(z)其中,J(z)表示传输成功的节点数量;z,表示电力数据信息属性；D表示属性集合。假设电力数据信息传输数目为P，则利用决策树对其进行决策分析1 4 ，利用公式（1 5）和(16)进行描述：J(p,l)=-P+1卫10%2卫P+1p+1Pi+Z(B)P+I式中,利用决策树对传输的电力数据信息进行等级划分的结果为l;,则利用公式（1 7)计算出电力数据信息安全传输的概率信息增益为：win(B)=J(p,l)-Z(B)通过上述的信息增益方法，得到计算机云服务环境下电力数据信息传输过程中的全部信息属性,准确地对目标信息特征进行描述,根据相关特征对电力数据信息进行全面检测1 5,通过构建安全体系来实现电力数据信息的安全传输。2实验与分析2.1实验数据源为了验证上述设计的基于计算机云服务的数据信息安全体系的实际应用性能，设计如下仿真测试，利用SimuBuilder仿真软件模拟电力数据信息在传输过程中遭受攻击的次数，模拟结果如图2所示。2.2设置实验指标在实验开始之前,先将图2 的攻击次数模拟结果导人到计算机中，使得电力数据信息的传输过程不断受到攻击，先引入数据安全脆弱性指标，衡量数据信息安全体系的安全性能，数据信息安全脆弱性指标值越大，说明信息传输的安全性越高，计算公式为：ha+2TIEk=4.xe其中，ha表示电力数据信息安全的风险度量值;zu表示电力数据信息安全的风险向量；d表示待传一 1 6 6 一一周明等5000(14)4000300020001000P10%2Pp+i0(15)050100150200250300350400样本数量/个(16)图2 攻击次数模拟结果输的信息存储状态；e,表示安全性传输指标的风险隶属度向量；ri表示人为因素产生的安全性传输指标权重误差。(17)为了进一步验证本文方法的性能，引人安全事件发生的最大概率，衡量电力数据信息传输的质量，计算公式如下：(19)ei其中，表示电力数据信息安全漏洞的数量，Cy的值越小，电力数据信息传输的质量越高。2.3结果分析为形成实验对比，引入基于网络节点加密的数据信息保护方案和基于应用链的网络数据安全保护方案作为对比，测试了三个安全体系的电力数据信息安全脆弱性，结果如图3 所示。从图3 的结果可以看出，2 种传统安全体系的安全脆弱性变化趋势基本一致，当实验样本集个数超过6 0 个时,基于网络节点加密的安全体系在电力数据信息安全脆弱性指标方面的优势更大，当实验样本集为7 5个时，电力数据信息安全脆弱性指标超过了7 5%，而基于应用链的安全体系只有6 5%；采用基于计算机云服务的电力数据信息安全体系时，电力数据信息安全脆弱性指标在8 5%98%之间,并且当样本集为4 0 时，电力(18)数据信息安全脆弱性指标就超过了95%，因此说明本文体系可以保证电力数据信息传输的安全性。基于计算机云服务的数据信息安全体系构建研究3结束语100本文基于计算机云服务设计了一种数据信息95安全体系，其通过设置安全传输时间的加权平均85值来整合数据，并构建了安全传输模型，利用信息%增益方法分析电力数据属性，从而完成安全性全75面检测。经测试发现，该体系在电力数据信息安65全传输中具有更好的性能。但由于研究时间等条件的限制,本文的研究仍然存在很多不足。在今55基于计算机云服务的数据信息安全体系45基于网络节点加密的安全体系基于应用链的安全体系3510图3 电力数据信息安全脆弱性测试结果三个安全体系的电力数据信息安全事件发生最大概率测试结果，如图4 所示。656050403(2010010图4 电力数据信息安全事件发生最大概率测试结果从图4 的结果可以看出，基于网络节点加密的安全体系在安全事件发生最大概率方面无法保证电力数据信息传输的质量；采用基于应用链的安全体系时，电力数据信息安全事件发生最大概率测试结果在3 0%50%之间，其信息传输质量有所提高；而采用本文体系后，电力数据信息安全事件发生最大概率测试结果在2 0%以内，而且当样本集低于2 0 个时，电力数据信息安全事件发生最大概率在1 0%以内,因此说明本文构建的安全体系可以有效保证电力数据信息的传输质量。一周明等后的研究中,将考虑在不同的外界攻击模式下进一步优化该体系，保证电力数据信息在传输过程中的安全性并提高其质量。2030样本集/个基于计算机云服务的数据信息安全体系基于应用链的安全体系基于网络节点加密的安全体系2030样本集/个40405050606070757075参考文献：1】王兆辉.依赖云计算的电力物联网环境的安全系统研究与应用J.自动化技术与应用,2 0 1 9,3 8（1 2）：93 96.2赵川,孙华利,王国平，等.基于大数据的电力信息系统网络安全分析J.电子设计工程，2 0 1 9,2 7（2 3）：148-152.3刘新，孙强，于灏，等.电力信息系统安全关键技术分析与研究J.自动化技术与应用,2 0 1 9,3 8（4）：6 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Streaming框架下的气象自动息实时监测水平。站数据实时处理系统 J.计算机应用，2 0 18，38参考文献：(1):38-43,55.1李位波，何倩，任跃，等.基于无线传感网络的玉米地11】孙治贵，王元胜，张禄，等.北方设施农业气象灾害温湿度监测系统设计 J.农机化研究，2 0 2 0,42（7）：监测预警智能服务系统设计与实现 J.农业工程82.87.学报,2 0 18,34(2 3):149-156.2苏桂炀，韩璇挣，毕永恒，等.哥德堡地区基于无线通12吴门新，庄立伟，侯英雨，等.中国农业气象业务系讯网络的水汽密度监测分析 J.红外与毫米波学统（CAgMSS)设计与实现 J.应用气象学报,2 0 19，报,2 0 2 0,39(1):47-55.30(5):513-527.3涂平平,姚仕伟,韩晖.基于CPS和4G的移动交通气13金百锁，李炽坤.基于稳健S估计的长江流域气象异象监测系统 J.公路交通科技：应用技术版，2 0 18，常值检测 J.中国科学技术大学学报,2 0 18,4814(9):328-330.(11):869 876.4赵小强，陈玉兵，高强，等.基于Modbus协议的农田14张学君,马苗苗,苏志诚，等.基于卫星降雨的辽宁气象信息监测站设计 J.电子技术应用，2 0 18，44省气象干旱实时监测研究 J.中国水利水电科学(12):55-59,64.研究院学报,2 0 2 0,18（1):40-47.5项煜,丛德铭,张洋,等.基于双路神经网络融合模型15杭鑫，李心怡，谢小萍，等.基于通径分析法的太湖的高速公路雾天检测 J.西南交通大学学报,2 0 19，蓝藻水华定量气象评估模型J.湖泊科学,2 0 19，54(1):173-179.31(2):345-354.6张华南，金红.基于连通支配集的无线传感器网络洪一关磊（责任编辑：丁玥）(上接第 16 7 页）11陈思光.基于雾计算的智能电网安全与隐私保护数据聚合研究 J.南京邮电大学学报：自然科学版，2019,39(6):62-72.12刘鹏，何倩,李双富，等.基于隐藏访问策略属性基的能源互联网数据保护 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