一种基于云计算的数字信息加密方法及系统与流程

本发明涉及数字信息加密，尤其涉及一种基于云计算的数字信息加密方法及系统。

背景技术：

1、数字信息加密技术领域关注于设计和实现安全算法，以保护数据传输过程中的隐私和完整性。使用数学和计算理论来转换信息，使之只能被持有特定密钥的人访问。加密技术分为对称加密和非对称加密两大类，其对称加密使用相同密钥进行加密和解密，而非对称加密则使用一对公钥和私钥。现代加密技术还包括散列函数和数字签名等手段，用以验证信息的完整性和来源的可信性。加密技术广泛应用于网络安全、电子商务、数据保护等领域，以防止数据泄露和未经授权的访问。

2、其中，数字信息加密方法是指利用云平台的资源和能力，实现数据的加密处理。通过云服务提供加密处理的计算能力，允许用户将数据上传到云端进行加密或解密，无需在本地部署复杂的硬件和管理加密软件。其主要用途是提高数据安全性和可访问性，在多用户环境中，能有效管理和保护存储在云中的敏感信息。即使在数据传输过程中被拦截，没有相应的密钥也无法解读数据内容，保证了数据的安全性和隐私性。

3、现有的数字信息加密技术虽提供了基本的数据保护功能，但在云计算环境下的应用面临局限性，主要表现在资源分配的静态性和预测能力不足。通常未能充分发挥云平台的弹性资源管理优势，导致在高需求时段资源响应不足，影响服务效率和用户体验。在未预测到的高流量情况下，固定的资源分配可能无法处理突发的数据量，引发处理延迟或服务中断。缺乏有效的实时资源监控和自适应调整机制，限制了加密服务在面对网络波动和负载变化时的适应能力，增加了数据在传输过程中的安全风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于云计算的数字信息加密方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于云计算的数字信息加密方法，包括以下步骤：

3、s1：通过传感器，对云服务平台进行数据流捕捉，分析服务器cpu使用率与网络带宽使用情况，统计平台资源利用情况，生成实时资源利用图；

4、s2：通过所述实时资源利用图，进行资源需求预测，对平台的未来资源使用进行量化分析，分析资源使用趋势，得到预测资源需求图；

5、s3：对所述预测资源需求图进行分析，评估云服务平台的资源匹配情况，优化任务调度方案，对云平台执行加密任务动态分配，生成动态加密任务分配计划；

6、s4：基于所述动态加密任务分配计划，调整云平台的加密参数，包括执行速率和密钥长度，根据当前网络状况和服务器负载进行调整，生成加密调整方案；

7、s5：应用所述加密调整方案，对加密速率进行实时调整，根据网络延迟和cpu负载调整密钥强度和加密速度，生成加密效率与安全性报告；

8、s6：利用所述加密效率与安全性报告，进行加密操作监控，追踪密钥使用情况，通过系统日志和监控数据验证加密任务的连续性和完整性，生成加密操作监控记录。

9、作为本发明的进一步方案，所述实时资源利用图包括cpu利用率指数、带宽占用比例和资源使用频次，所述预测资源需求图包括资源需求高峰、资源消耗趋势分析结果和预计资源缺口，所述动态加密任务分配计划包括任务分配列表、资源匹配度和优化调度参数，所述加密调整方案包括速率调节参数、密钥长度选项记录和适应性网络响应结果，所述加密效率与安全性报告包括效率评级、安全评估结果和密钥强度检验结果，所述加密操作监控记录包括密钥活动日志、性能监控数据和完整性检查结果。

10、作为本发明的进一步方案，通过传感器，对云服务平台进行数据流捕捉，分析服务器cpu使用率与网络带宽使用情况，统计平台资源利用情况，生成实时资源利用图的具体步骤为：

11、s101：在云服务平台部署传感器，对数据流进行实时捕捉，包括cpu使用率与网络带宽使用数据，同时对收集的数据进行时间戳标记，得到原始数据流；

12、s102：对所述原始数据流进行数据预处理，移除错误和冗余数据，对有用数据进行格式标准化，得到筛选性能数据；

13、s103：通过所述筛选性能数据，计算平均cpu和带宽利用率，结合时间序列分析资源使用趋势，转化为视觉图表，生成实时资源利用图。

14、作为本发明的进一步方案，通过所述实时资源利用图，进行资源需求预测，对平台的未来资源使用进行量化分析，分析资源使用趋势，得到预测资源需求图的具体步骤为：

15、s201：通过所述资源利用图，收集cpu使用率和网络带宽的时间序列数据，分析数据周期性特征，识别高峰和低谷，得到资源使用周期分析报告；

16、s202：基于所述资源使用周期分析报告，进行增减趋势的分析，通过计算数据的资源需求增减趋势，预测短期内资源的需求变化，得到初步资源需求趋势分析结果；

17、s203：将所述初步资源需求趋势分析结果与历史数据进行对比，调整预测参数匹配历史趋势，分析资源需求，得到预测资源需求图。

18、作为本发明的进一步方案，所述资源需求增减趋势，按照公式：

19、

20、进行计算，其中，表示在时间的预测值，是在时间实际观察到的需求数据，代表当期的需求水平。是前一时刻的预测值，用以反映先前的需求趋势。

21、作为本发明的进一步方案，对所述预测资源需求图进行分析，评估云服务平台的资源匹配情况，优化任务调度方案，对云平台执行加密任务动态分配，生成动态加密任务分配计划的具体步骤为：

22、s301：基于所述预测资源需求图，分析服务器节点的cpu与带宽使用情况，通过高峰和低谷时段的数据，识别资源配置中的不均衡区域，得到资源配置不均衡分析结果；

23、s302：根据所述资源配置不均衡分析结果，调整任务分配，重新配置处理节点，优化整体资源使用效率，得到任务重新调度方案；

24、s303：应用所述任务重新调度方案，针对加密任务的安全性要求，基于服务器节点分配调度策略动态，生成动态加密任务分配计划。

25、作为本发明的进一步方案，基于所述动态加密任务分配计划，调整云平台的加密参数，包括执行速率和密钥长度，根据当前网络状况和服务器负载进行调整，生成加密调整方案的具体步骤为：

26、s401：基于所述动态加密任务分配计划，收集加密任务执行速率和密钥长度设置，分析数据与服务器实时负载及网络状况的关系，得到执行参数调整需求；

27、s402：根据所述执行参数调整需求，设计调整策略，平衡服务器负载和加密效率，得到初步加密参数调整计划；

28、s403：实施所述初步加密参数调整计划，监控调整后的执行效果，根据新参数运行加密任务，根据实时反馈动态调整参数以优化性能，优化加密参数设置，生成加密调整方案。

29、作为本发明的进一步方案，应用所述加密调整方案，对加密速率进行实时调整，根据网络延迟和cpu负载调整密钥强度和加密速度，生成加密效率与安全性报告的具体步骤为：

30、s501：基于所述加密调整方案，实时监测网络延迟数据和服务器cpu负载情况，分析加密速度和密钥强度的影响，识别密钥和速度调整的关键点，得到调整需求分析结果；

31、s502：根据所述调整需求分析结果，调整加密任务的密钥强度和执行速率，得到调整后的加密参数；

32、s503：应用所述调整后的加密参数，持续监控加密任务的执行效率和安全性，收集和分析调整后的加密性能数据，得到加密效率与安全性报告。

33、作为本发明的进一步方案，利用所述加密效率与安全性报告，进行加密操作监控，追踪密钥使用情况，通过系统日志和监控数据验证加密任务的连续性和完整性，生成加密操作监控记录的具体步骤为：

34、s601：基于所述加密效率与安全性报告，实时捕获加密操作数据，包括密钥使用频率和系统日志，通过数据识别密钥使用模式和潜在的安全漏洞，得到实时监控分析报告；

35、s602：根据所述实时监控分析报告，对系统日志进行分析，验证加密任务的执行连续性和数据完整性，得到加密任务完整性校验记录；

36、s603：汇总所述加密任务完整性校验记录，分析加密任务的执行状态和安全性，生成加密操作监控记录。

37、一种基于云计算的数字信息加密系统，包括：

38、数据流捕捉模块在云服务平台部署传感器，对数据流进行实时捕捉，对收集的数据进行时间戳标记，进行数据预处理，计算平均cpu和带宽利用率，生成实时资源利用图；

39、资源预测模块通过所述资源利用图，分析数据周期性特征，预测短期内资源的需求变化，调整预测参数匹配历史趋势，得到预测资源需求图；

40、节点调度模块基于所述预测资源需求图，分析服务器节点的cpu与带宽使用情况，重新配置处理节点，基于服务器节点分配调度策略动态，生成动态加密任务分配计划；

41、参数调整模块基于所述动态加密任务分配计划，分析数据与服务器实时负载及网络状况，平衡服务器负载和加密效率，得到初步加密参数调整计划；

42、性能优化模块实施所述初步加密参数调整计划，优化加密参数设置，监测网络延迟数据和服务器cpu负载，识别密钥和速度调整的关键点，得到调整需求分析结果；

43、密钥管理模块根据所述调整需求分析结果，调整加密任务的密钥强度和执行速率，收集和分析调整后的加密性能数据，得到加密效率与安全性报告；

44、监控与验证模块基于所述加密效率与安全性报告，实时捕获加密操作数据，验证加密任务的执行连续性和数据完整性，分析加密任务的执行状态和安全性，生成加密操作监控记录。

45、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

46、本发明中，通过实时监控云服务平台的数据流动，精确分析服务器的cpu使用率和网络带宽情况，从而对平台资源利用状况进行深入统计，优化了资源管理方式，通过生成预测资源需求图，对未来资源使用的预测，动态加密任务分配计划根据实际网络和服务器状态调整，保证了加密服务的及时响应和数据安全，加密参数的实时调整优化了加密强度和速度，显著提升了数据传输的安全性和防护能力。