随着计算模式的演变,云计算因其支持大规模数据计算、资源池共享、弹性配置、按需管理和按服务收费等特点在各行业应用中快速兴起。而与此同时,在全球范围内,云环境下用户的数据泄露等相关案例频发,由此产生的经济损失惊人,数据受到的安全威胁成为用户使用云服务时最大的担心,云安全问题已逐步成为制约其发展的重要因素。对于实际使用公有云服务的用户来说,最关心的是自己的数据是否得到了切实的保护。而在云计算环境中,用户对放置在云服务器中的隐私数据失去了控制权限,自己的数据是否受到了良好的保护、是否出现被云服务商非法获取或转卖等情况用户都不能确定。因此,如何在不可信云环境下保护用户的数据安全具有重要的意义。针对用户对数据访问的实时性和保密性的需要,本论文在云计算框架内引入透明加解密技术。针对云虚拟机运行环境下的实际需求,分别研究实现了主流的Windows和Linux系统下文件的透明加解密系统,有效保护云虚拟机中的用户数据安全。在此基础上,本文拓展了开源的云管理平台OpenStack的镜像管理等功能模块,实现云环境下的用户数据的安全保护。论文的主要工作包括以下三点：1、采用文件过滤驱动技术,设计基于Minifilter过滤驱动框架的透明加解密系统,实现Window系统下的文件透明加解密技术。支持多种主流加密算法、选择加密目录等用户个性化配置,以满足用户实际的工作需求。2、利用Linux虚拟文件系统架构和堆栈式文件系统技术,设计并实现适用于Linux系统的透明加解密的方法,通过使加解密模块作为一个组件存在于虚拟文件系统和底层具体文件系统之间,加解密过程对应用程序透明。同样支持多种主流加密算法,保证系统具有较高的性能与可移植性,保证数据的安全性的同时,又兼顾工作效率。3、在进行以上研究的基础上,搭建OpenStack云管理平台,通过增加镜像透明加解密定制等功能扩展镜像管理模块Glance,最终设计实现支持多操作系统的基于透明加解密的云数据安全保护系统,为用户提供安全高效的使用环境,保障用户的数据安全。综上所述,本论文研究了云环境下用户数据的安全保护问题,利用透明加解密技术来保证用户数据访问的安全性、透明性与即时性。分别利用了基于文件过滤驱动和基于加密文件系统的透明加解密方法,设计实现了Windows和Linux系统下文件的透明加解密。最后扩展开源云管理平台OpenStack的镜像管理功能,实现了一套基于透明加解密的云数据安全保护系统,经过功能及性能测试,该系统能够有效地保障用户的数据安全。