Tìm Hiểu Về Điện Toán Đám Mây và Bảo Mật Dữ Liệu

• Người hướng dẫn: TS. Hồ Văn Đẹp
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Tìm Hiểu Về Điện Toán Đám Mây và Bảo Mật Dữ Liệu
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
• 1.1. Điện toán đám mây
• 1.2. Mô hình điện toán đám mây
• 2. CHƯƠNG 2: BẢO VỆ THÔNG TIN TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
• 2.1. Vấn đề an ninh thông tin
• 2.2. Các giải pháp bảo mật
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Điện Toán Đám Mây Là Gì Tổng Quan Lợi Ích 2025

Điện toán đám mây (Cloud Computing) đã thay đổi cách thức hoạt động của điện toán truyền thống. Thay vì lưu trữ và xử lý dữ liệu trên máy tính cá nhân hoặc máy chủ cục bộ, điện toán đám mây cho phép truy cập tài nguyên tính toán qua mạng Internet. Các quốc gia trên thế giới ứng dụng rộng rãi điện toán đám mây trong nhiều lĩnh vực. Điện toán đám mây tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên hệ thống, mang lại nhiều lợi ích cho các tổ chức, doanh nghiệp trong quá trình ứng dụng công nghệ thông tin. Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ đám mây cũng đặt ra nhiều vấn đề về nguy cơ an ninh, an toàn thông tin và bảo mật dữ liệu.

1.1. Định Nghĩa Điện Toán Đám Mây Cloud Computing Chi Tiết

Điện toán đám mây là mô hình điện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán (mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng. Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST), điện toán đám mây cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu tương tác với nhà cung cấp. Điện toán đám mây có năm đặc điểm chính: tự phục vụ theo nhu cầu, mạng lưới truy cập rộng lớn, tài nguyên được chia sẻ, tính linh hoạt nhanh và ước lượng dịch vụ. Điện toán đám mây khắc phục yếu điểm của điện toán truyền thống về khả năng mở rộng và độ linh hoạt.

1.2. Lịch Sử Hình Thành và Phát Triển Điện Toán Đám Mây

Điện toán đám mây thường được biết đến như một công nghệ mới phát triển gần đây. Tuy nhiên, khái niệm này đã hình thành từ giữa thế kỷ 20 với sự ra đời của các máy tính mainframe. J.C.R. Licklider đã nêu ý tưởng về mạng máy tính giữa các thiên hà, giống với điện toán đám mây. Năm 1999, Salesforce.com cung cấp các ứng dụng doanh nghiệp qua trang web đơn giản, mở đường cho việc cung cấp ứng dụng trên Internet. Amazon Web Service cung cấp dịch vụ lưu trữ, tính toán, trí tuệ nhân tạo. Facebook ra đời kết nối và lưu dữ liệu, tạo thành dịch vụ đám mây cá nhân. Amazon ra mắt EC2 (Elastic Compute). Microsoft ra mắt điện toán đám mây Azure. Google Apps chính thức phát hành. Các công ty cải thiện dịch vụ và khả năng đáp ứng để phục vụ người dùng tốt nhất.

II. Kiến Trúc Điện Toán Đám Mây Giải Pháp Tối Ưu 2025

Kiến trúc điện toán đám mây bao gồm nhiều thành phần đám mây liên kết với nhau. Có thể chia kiến trúc điện toán đám mây thành hai phần quan trọng: nền tảng front-end và nền tảng back-end. Hai phần này kết nối với nhau thông qua mạng máy tính, thường là mạng Internet. Tầng khách hàng trong nền tảng front-end là những yêu cầu phần mềm hoặc phần cứng để sử dụng các dịch vụ trên điện toán đám mây. Thiết bị cung cấp cho khách hàng có thể là trình duyệt, máy tính để bàn, máy xách tay, điện thoại thông minh. Back-end đề cập đến chính đám mây của hệ thống, bao gồm tất cả tài nguyên cần thiết để cung cấp dịch vụ điện toán đám mây.

2.1. Các Thành Phần Chính Trong Kiến Trúc Điện Toán Đám Mây

Kiến trúc điện toán đám mây bao gồm các thành phần chính như: cơ sở hạ tầng, lưu trữ, máy ảo, cơ chế an ninh, dịch vụ, mô hình triển khai, máy chủ. Cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây là phần cứng được cung cấp như dịch vụ, nghĩa là được chia sẻ và có thể sử dụng lại dễ dàng. Các tài nguyên phần cứng được cung cấp theo thời gian cụ thể theo yêu cầu. Dịch vụ kiểu này giúp khách hàng giảm chi phí bảo hành, chi phí sử dụng. Lưu trữ đám mây là khái niệm tách dữ liệu khỏi quá trình xử lý và chúng được lưu trữ ở những vị trí từ xa. Lưu trữ đám mây thường được triển khai theo các dạng: đám mây công cộng, đám mây riêng, đám mây cộng đồng hoặc đám mây lai.

2.2. Cloud Runtime và Ứng Dụng Trong Điện Toán Đám Mây

Cloud Runtime là dịch vụ phát triển phần mềm ứng dụng và quản lý các yêu cầu phần cứng, nhu cầu phần mềm. Ví dụ nền dịch vụ như khung ứng dụng web, web hosting. Ứng dụng đám mây (Cloud Application) là một đề xuất về kiến trúc phần mềm sẵn sàng phục vụ, nhằm loại bỏ sự cần thiết phải mua phần mềm, cài đặt, vận hành và duy trì ứng dụng tại máy bàn/thiết bị của người sử dụng. Ứng dụng đám mây loại bỏ được các chi phí để bảo trì và vận hành các chương trình ứng dụng. Các máy chủ sử dụng các giao thức nhất định được gọi là middleware giúp các thiết bị kết nối để giao tiếp với nhau.

III. Mô Hình Dịch Vụ Điện Toán Đám Mây SaaS PaaS IaaS

Điện toán đám mây có thể được xem như một nhóm các dịch vụ, trong đó có 3 mô hình dịch vụ chính: Phần mềm như một dịch vụ (SaaS), Nền tảng như một dịch vụ (PaaS), Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS). Mỗi mô hình dịch vụ có những đặc điểm và ứng dụng riêng, phù hợp với nhu cầu khác nhau của người dùng và doanh nghiệp. Việc lựa chọn mô hình dịch vụ phù hợp là yếu tố quan trọng để tận dụng tối đa lợi ích của điện toán đám mây.

3.1. SaaS Software as a Service Phần Mềm Như Một Dịch Vụ

SaaS cung cấp tất cả phần mềm (tài chính, nhân sự, bán hàng, tư vấn) như một dịch vụ. Người dùng sử dụng phần mềm của nhà cung cấp dịch vụ trên nền tảng đám mây và truy cập thông qua Web. Với SaaS, người dùng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và chạy ứng dụng đó trên cơ sở hạ tầng đám mây mà không cần quan tâm đến việc quản lý tài nguyên phần cứng. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ quản lý, kiểm soát và đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng và hoạt động ổn định. SaaS có thể phục vụ đồng thời hàng nghìn khách hàng (dịch vụ đám mây công cộng), hoặc môi trường dịch vụ đám mây riêng cho các phần mềm chuyên dụng. Google Docs, Zoho Docs, Salesforce.com là các ví dụ tiêu biểu.

3.2. PaaS Platform as a Service Nền Tảng Như Một Dịch Vụ

PaaS cung cấp nền tảng vận hành các ứng dụng, dịch vụ, cho phép khách hàng phát triển các phần mềm trên đó. Khách hàng sử dụng ngôn ngữ lập trình và các công cụ mà nhà cung cấp dịch vụ hỗ trợ để tạo các ứng dụng (hoặc mua lại các ứng dụng đã tạo). Khách hàng không cần quản lý, kiểm soát cơ sở hạ tầng đám mây (mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ), nhưng có quyền kiểm soát các ứng dụng họ đã triển khai ứng dụng lưu trữ các cấu hình môi trường. Có thể xem cơ sở dữ liệu, phần mềm middleware là các ví dụ của nền tảng và được cung cấp như một dịch vụ. PaaS thường được sử dụng bởi các nhà phát triển, nhà kiểm thử, nhà triển khai, các kỹ sư middleware và quản trị viên. Google App Engine, IBM IT Factory, Windows Azure là các ví dụ điển hình.

3.3. IaaS Infrastructure as a Service Hạ Tầng Như Một Dịch Vụ

IaaS là tầng thấp nhất của điện toán đám mây, cung cấp các tài nguyên phần cứng như máy chủ, hệ thống lưu trữ, các thiết bị mạng và các tài nguyên tính toán cơ bản khác dưới dạng dịch vụ cho người dùng. Với IaaS, người dùng có thể triển khai và chạy các phần mềm tùy ý mà không phải quan tâm đến cơ sở hạ tầng đám mây, nhưng có quyền kiểm soát với hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng đã triển khai và có thể hạn chế việc lựa chọn thành phần mạng. Đối tượng sử dụng dịch vụ IaaS thường là các nhà phát triển hệ thống, kỹ sư mạng, quản trị hệ thống, kỹ sư giám sát, người quản lý công nghệ thông tin. Công nghệ được sử dụng rộng rãi trong IaaS là công nghệ ảo hóa để chia sẻ và phân phối tài nguyên theo yêu cầu.

IV. Mô Hình Triển Khai Điện Toán Đám Mây Lựa Chọn Nào Tối Ưu

Với mỗi loại mô hình dịch vụ, đều có thể sử dụng các hình thức triển khai chính của điện toán đám mây là: đám mây công cộng, đám mây riêng, đám mây cộng đồng, đám mây lai. Mỗi mô hình triển khai có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các yêu cầu khác nhau về bảo mật, chi phí và hiệu suất. Việc lựa chọn mô hình triển khai phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo thành công của dự án điện toán đám mây.

4.1. Đám Mây Công Cộng Public Cloud Giải Pháp Tiết Kiệm Chi Phí

Việc cung cấp và sử dụng dịch vụ được tổ chức, hoạt động và quản lý bởi nhà cung cấp dịch vụ. Dịch vụ đám mây công cộng thường được chuyển qua Internet từ một hoặc nhiều trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp dịch vụ. Chúng được dùng chung và cho nhiều bên thuê để tính toán. Đám mây công cộng là lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp nhỏ và vừa, hoặc các ứng dụng không yêu cầu bảo mật cao.

4.2. Đám Mây Riêng Private Cloud Tăng Cường Bảo Mật Dữ Liệu

Cơ sở hạ tầng đám mây được sử dụng riêng cho một tổ chức. Đám mây riêng có thể được quản lý bởi chính tổ chức đó hoặc một bên thứ ba, và có thể tồn tại tại chỗ hoặc ngoài chỗ. Đám mây riêng cung cấp khả năng kiểm soát cao hơn về bảo mật và tuân thủ, phù hợp cho các tổ chức lớn và các ứng dụng yêu cầu bảo mật cao.

4.3. Đám Mây Lai Hybrid Cloud Kết Hợp Ưu Điểm Của Các Mô Hình

Đám mây lai là sự kết hợp của hai hoặc nhiều đám mây (công cộng, riêng hoặc cộng đồng) mà vẫn là các thực thể riêng biệt, nhưng được liên kết với nhau, cung cấp tính di động của ứng dụng và dữ liệu. Đám mây lai cho phép các tổ chức tận dụng ưu điểm của cả đám mây công cộng và đám mây riêng, linh hoạt đáp ứng các yêu cầu khác nhau về chi phí, hiệu suất và bảo mật.

V. Vấn Đề Bảo Mật Dữ Liệu Trong Điện Toán Đám Mây 2025

Điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đi kèm với những thách thức về bảo mật dữ liệu. Dữ liệu được lưu trữ trên các máy chủ từ xa, do đó, việc bảo vệ dữ liệu khỏi các cuộc tấn công mạng, truy cập trái phép và mất mát dữ liệu là vô cùng quan trọng. Các doanh nghiệp cần có các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để đảm bảo an toàn cho dữ liệu của mình trên đám mây.

5.1. Các Nguy Cơ Bảo Mật Dữ Liệu Phổ Biến Trong Điện Toán Đám Mây

Các nguy cơ bảo mật dữ liệu phổ biến trong điện toán đám mây bao gồm: tấn công mạng, truy cập trái phép, mất mát dữ liệu, vi phạm quy định bảo mật, và các lỗ hổng bảo mật trong hệ thống. Các doanh nghiệp cần nhận thức rõ các nguy cơ này để có thể triển khai các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

5.2. Giải Pháp Bảo Mật Dữ Liệu Hiệu Quả Cho Điện Toán Đám Mây

Các giải pháp bảo mật dữ liệu hiệu quả cho điện toán đám mây bao gồm: mã hóa dữ liệu, kiểm soát truy cập, xác thực đa yếu tố, giám sát an ninh, và tuân thủ các quy định bảo mật. Các doanh nghiệp cần lựa chọn các giải pháp phù hợp với nhu cầu và ngân sách của mình.

VI. Xu Hướng và Tương Lai Của Điện Toán Đám Mây Bảo Mật

Điện toán đám mây tiếp tục phát triển mạnh mẽ, với nhiều xu hướng mới nổi lên như: điện toán đám mây lai, điện toán đám mây đa đám mây, điện toán biên, và trí tuệ nhân tạo trên đám mây. Bảo mật đám mây cũng ngày càng được chú trọng, với các công nghệ mới như: bảo mật zero trust, bảo mật container, và bảo mật tự động hóa. Tương lai của điện toán đám mây hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội và thách thức mới cho các doanh nghiệp.

6.1. Các Xu Hướng Điện Toán Đám Mây Mới Nhất Năm 2025

Các xu hướng điện toán đám mây mới nhất bao gồm: điện toán đám mây lai, điện toán đám mây đa đám mây, điện toán biên, và trí tuệ nhân tạo trên đám mây. Các xu hướng này giúp các doanh nghiệp linh hoạt hơn trong việc triển khai và quản lý các ứng dụng và dịch vụ của mình.

6.2. Tương Lai Của Bảo Mật Đám Mây Các Công Nghệ Mới

Tương lai của bảo mật đám mây sẽ tập trung vào các công nghệ mới như: bảo mật zero trust, bảo mật container, và bảo mật tự động hóa. Các công nghệ này giúp các doanh nghiệp bảo vệ dữ liệu của mình một cách hiệu quả hơn trong môi trường đám mây phức tạp.