基于多维免疫的煤矿云计算数据安全技术研究

[摘 要] 煤矿行业作为我国主要的能源行业在数据建设中严重不足，目前的数据水平严重制约了煤矿企业的发展。云计算作为一种新型的革命性技术，是以网络为主，能对所有任务进行处理，充分的发挥网络这种媒介的优势，有着强大的功能，完全能适应煤矿企业的发展需要，为解决煤矿企业数字建设提供技术支持。而本文介绍了一些能适用于煤矿企业的云计算服务系统，并且分析了基于云计算的煤矿企业多维免疫的优势，为煤矿企业数据的发展提供了一种具有良好前景的模式。

[关键词] 煤矿企业； 云计算； 多维免疫； 信息管理

1 引言

煤矿行业作为我国的一种重要的传统能源行业，在国民经济、人民生活等众多领域中起着举足轻重的作用。但现阶段我国的煤矿企业普遍存在着数据的建设水品严重的滞后。而与其相对的是近些年来，计算机互联网技术革命性的发展与爆炸式的传播，使得信息技术渗透了人们生活的每个角落。在很多地方已经将信息技术这种重要的辅技术作为一种衡量现代化水平的标准。

为了解决云计算数据安全模型实现中数据动态变化，不断扩大的文件完整性问题，本文结合免疫原理，构造并实现了多维免疫算法，通过仿真实验表明，该算法能够很好的达到系统整体寻优的目标，由于其特性与云计算系统结构息息相关因此十分适合在云计算数据安全模型中使用，可以在很大程度上提高云中文件的健壮性提出的多维免疫算法本质是模拟生物的免疫器官的生成过程，实现免疫系统的构建，形成免疫能力的过程。实现多维免疫就是需要满足如下基本原则。在给出基本原则之前，首先进行基本的符号定义：

定义 1：如果对象 A 属于对象 B，那么表示为，A？奂B。

定义 2：免疫细胞 A 与免疫细胞 B 在免疫形态空间中的距离表示为：d（A，B）。

2 云计算的发展现状

云计算（英语：Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，通过云计算，可以按需将共享的软硬件资源和信息提供给计算机和其他设备。从图1可以看出，云计算的实现主要取决于数据存储的能力和分布式计算能力，即简单的说为存储与计算能力。可以看出云计算能将很多应用、数据通过传感器采集，将海量的信息高效的收集并处理，进而提取出有用的信息进一步用于企业信息的融合、推理和决策进而完成煤矿企业的数据系统。因为云计算的拥有各类的应用，不同种类的数据能通过不同的传感器，监测方法等手段获取，能适用于煤矿行业的数据数据系统的统一管理。由于云计算具有高性能，并且易扩展的硬件虚拟化技术，能够提高资源的利用效率。而云计算吸引人的地方在于它所提供的这种存储和计算能力几乎是无限的，而且相当廉价。

由于云技术拥有上述优点，一些大公司在云计算领域也做出了各种成功的尝试：（1）谷歌公司作为互联网企业中的巨擎在云计算方面也是不甘示弱，其搜索引擎分布在200多个地区超过百万台服务器上。其云计算的规模可见一斑，而这些设备的数量还随着互联网的发展在迅速的增长着。其推出的云计算主要有三个技术：分别是Google file system（GFS） ，MapReduce，BigTable。GFS技术是由Google公司开发的一个大型的分布式文件系统，即在云计算中起到了存储的作用。它是系统的中客户端、主服务器以及数据块服务器；MapReduce技术能将大量异构数据使用map函数对任务进行分解然后在单个节点上执行各个相应的子任务，而后通过收集得到的信息，最终得到进过分析的结果。这种技术就能使得在海量的异构数据中能将十分复杂的分析分解成任意个子任务从而灵活的调节，实现全局最优化；BigTable技术是一个大型的分布式数据库，是以GFS，MapReduce作为基础的，它设计的目的是管理结构化数据。（2）Amazon公司使用简单存储服务和弹性计算云，提供计算和存储服务。将这这类服务作为产品向有需要的企业提供有偿服务，并且取得了客观的收入。从一个侧面反映出现今时代企业对信息产品的需求；（3）IBM公司为客户提供了“蓝云”计算平台，是一种方便简洁的云计算平台。（4）微软也推出了Windows Azure中文名为蓝天的操作系统，是一种在互联网架构下打造的一款新云计算平台。

而我国云计算在2008年之后迅猛的发展了起来。2008年，IBM在无锡建立了云计算中心，也是中国首个云计算中心，而后在北京也成立的大中华区云计算中心，阿里巴巴也在南京建立国内首个用于电子商务的云计算中心。广东电子工业研究院在广东东莞建立云计算平台。

3 基于云计算的煤矿企业数据体系的构建

煤矿企业的数据系统需要满足有以下三方面的要求：（1）煤矿企业自身的管理需要；（2）上级部门的管理需要；（3）各个企业、部门之间的信息共享。由于不同煤矿企业所需要的数据信息系统功能不完全相同，而从企业本身以及上级部门对信息系统的要求也是各有侧重。因此在设立云计算信息系统时，就不得不考虑到不同对象所需求的功能。

对于煤矿企业来说，信息系统一般需要有：（1）对生产的管理。对生产情况的综合汇总，生产的计划、调度等环节的管理，同时对于生产过程的监控等功能。（2）对生产的监控。对于一些危险气体（瓦斯，一氧化碳）的监控，井下的温湿度，风速等的监测，井下人员的情况的记录等功能。（3）对于人员的管理。对于煤矿企业员工的信息的汇总与统计等功能。（4）对于资金的管理。与银行等其他金融机构形成网络，加快资金的结算。（5）对于企业的管理。这方面类似于一般公司的情况，通过将获得的生产、安全信息及时的分析汇总给相应的管理人员提供更直观，及时的信息。帮助领导层做出更正确的选择。（6）方便信息的交流。在同一平台下实现各个部门，单位的信息共享，提高信息的使用率，有效的简化手续。

而对于上级管理部门则需要系统具有除了安全的监控、和资源的共享外。还要能将平台上所有的资源的整合功能。