[发明专利]一种基于净室环境的虚拟机安全迁移方法

说明书

本发明提供了一种基于净室环境的虚拟机安全迁移方法，通过该方法在虚拟机迁移之前验证目的物理计算机的可信性，保证虚拟机迁移到一个可信的物理计算机上，还可以确保虚拟机数据在传输过程中的机密性和完整性。而且该方法在一定程度上减少了迁移迭代的次数，提高了迁移效率，并且它的实现过程简单、易操作。

技术领域

本发明属于计算机科学与技术领域，特别涉及一种基于净室环境的虚拟机安全迁移方法。

背景技术

近年来，云计算技术是计算机领域最为热门的技术之一，被认为是未来计算技术发展的重要趋势。为了更好的组织和维护云计算数据中心庞大物理设施资源，云计算系统引入了虚拟化技术，实现对物理资源的动态分割，以提高系统的资源利用率和降低管理难度。虚拟化技术的一个重要应用就是虚拟机的动态迁移，虚拟机动态迁移能够保证虚拟机运行的情况下，实现虚拟机从一个物理主机到另一个物理主机的迁移，有助于实现数据中心的负载均衡以及方便维护。

国内外对虚拟机的迁移都做了大量研究，也取得了一定成果。例如，我们熟知的虚拟化软件VMware，它利用VMotion技术在数据中心的服务器之间进行虚拟机迁移，通过将服务器、存储和网络设备完全虚拟化，能够将正在运行的整个虚拟机实时地从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上，由于VMware是商业化产品，很多技术不开源。有文献提出在虚拟机迁移技术中添加虚拟机监控器实时对虚拟机的资源使用情况进行监控，以便将负载过重的服务器上的虚拟机迁移到负载较轻的服务器上。有文献提出将虚拟机内存数据使用算法进行压缩后再迁移，以此减少迁移时间。还有文献针对可信平台模块(TPM)设计密钥体系，优化虚拟机密钥迁移过程。总而言之，目前的大多数关于虚拟机迁移的研究工作都集中于优化虚拟机的迁移性能，例如优化虚拟机资源调度，减少虚拟机的迁移总时间，降低虚拟机迁移的资源占用率等等，而对虚拟机迁移过程的安全问题的研究相对较少。

虚拟机迁移在云计算技术中占有重要地位，其迁移数据很容易成为非法攻击者的目标。非法攻击者通过监听、窃取和篡改迁移中的数据，造成信息泄露，更甚者控制整个虚拟机，并进行恶意行为。可见，保证虚拟机迁移过程的安全性举足轻重。虚拟机迁移过程的安全需求可以总计为四个方面：数据的机密性，数据的完整性，平台可信性以及抗重放攻击。

目前，半虚拟化的开源软件Xen允许使用加密方式或SSL连接进行虚拟机的迁移，迁移的源服务器与目标物理服务器首先通过安全途径获取加密密钥，虚拟机在迁移时，在源服务器进行加密，然后传送到目标物理服务器，目标物理服务器使用密钥解密后接收虚拟机。这在一定程度上保证了虚拟机迁移时的机密性，防止迁移时信息泄露，但是Xen没有实施任何方式的认证手段和完整性保护手段。

当然也有文献提出综合满足各方面安全需求的虚拟机迁移模型，但是将整个迁移过程变得十分复杂繁琐，没有考虑成本开销，而且其中涉及的技术集成目前未必可以成功实现并得到应用。

发明内容

本发明提供一种净室虚拟机安全迁移方法，来防止用户虚拟机的初始状态和执行状态在迁移过程遭受中间人监视和篡改，保证用户虚拟机迁移过程的安全性和完整性。

一种基于净室环境的虚拟机安全迁移方法，包括以下步骤：

步骤1：源节点选择虚拟机迁移的目的节点，包括：

步骤1.1：利用源节点的可信密钥的私钥对目的节点的ID进行加密，生成密文；

步骤1.2：利用可信节点管理器的公钥对步骤1.1获得的密文和源节点的ID同时加密，生成密文；

步骤1.3：源节点将步骤1.2生成的密文发送给可信节点管理器，进入步骤2；

所述源节点是净室环境下的可信计算机，它运行着一个可信虚拟机，该虚拟机需要迁移到目的节点上去；

所述目的节点是一台净室环境下的可信计算机，用于接收源节点迁移过来的虚拟机；