云计算是目前计算机领域研究与应用的热点之一,其目的是设计出一种全新的信息应用模式,把用计算资源变得像生活中用电、用水一样方便。因特网技术的发展和计算机技术的进步拉开了云计算时代的帷幕。更加廉价、更加强大的处理器和软件即服务的计算架构使得数据中心变成一个可扩展的服务池。不断增大的带宽和稳定的网络使得用户能够从远程数据中心取得更可靠的数据和软件服务。把数据迁移到云中带来了巨大的方便,因为用户不再直接与复杂的硬件打交道。云计算应用的先驱简单存储服务(S3)和弹性云计算服务(EC2)就是两个著名的例子。这类基于因特网的服务提供了存储空间和可订购的计算服务。随着全球各大公司对云计算研究的展开,云计算的安全问题也开始浮出水面。保护云计算系统的数据机密性和完整性,使云计算系统数据具有更高的可靠性成为目前云计算研究与应用的重点和热点。云计算安全性的解决关系到云计算的成败,已经成为云计算发展的关键因素。本文首先从云计算面临的安全威胁出发,指出云计算的数据安全问题是云计算安全的研究重点。通过对目前采用的云计算技术的研究,提出了云计算的数据安全模型-云计算多维数据安全模型C2MDSM。该模型以开源的云计算技术架构HDFS为研究对象,分析了其安全要素,给出了云计算安全模型的形式化描述,并给出了云计算模型的实现描述,同时还对安全模型进行了扩展分析。其次,在给出云计算数据安全模型后,为了解决云计算分布式存储的数据健壮性和可用性问题,本文结合免疫学基本原理,提出了适合云计算架构的多维免疫算法。该算法以克隆算法为改进对象,结合云计算的特征,是一种面向云的免疫算法。最后,本文给出了多维免疫在云计算数据安全中的具体应用,结合C2MDSM模型和多维免疫算法,对云计算的数据安全因素进行定量分析,给出了实现云计算数据安全的详细设计方法。本文还设计了云计算的数据安全仿真系统DSSim,通过仿真分析表明C2MDSM模型结合多维免疫算法后能够极大的提高云计算系统的数据安全性和可靠性,使得云计算系统具备一定的入侵容忍和容错能力。