云计算是一种按需计费的模式,在此模式下计算机资源可以按需购买,这极大的提高了资源的利用率,同时通过云平台集成的各种解决方案,可以实现资源和服务的自动化管理,降低了用户部署服务的成本与难度。OpenStack是一个开源的云平台,由美国国家航空航天局与Rackspace联合推出,其因为兼容性好、可扩展性强、灵活性高等优点而受到广泛的关注,各大IT厂商都为其提供技术支持。OpenStack一度成为云计算研究领域最热门的项目。然而,OpenStack虽然功能强大,但其侧重点一直都在虚拟化技术等方面,所以有些组件只是作为一个必要模块被设计,没有考虑应用于生产中会存在的一些问题,例如安全认证组件Keystone。Keystone作为OpenStack的第一必要组件,承担了整个系统的授权和认证,不论是用户还是其它组件都需要Keystone为其提供认证与鉴权服务,但Keystone只提供一个安全认证的框架和简单的认证流程,存在较为严重的安全漏洞,而且官方安全文档也明确建议不要将其直接用于生产应用,所以一般用于生产都会在其提供的第三方接口上自行实现更加可靠的安全认证方案。本文针对Openstack中存在的安全问题,在OpenStack的基本认证框架基础上,对其进行了完善和改进,具体工作如下:首先,基于公钥密码技术对Keystone认证流程进行了改进。对认证框架中的UUID认证过程中使用的令牌进行修改,并设计了具体的认证协议,实现了用户与资源服务器之间身份的相互认证。这样即使非法用户获取Token也无法获取相应资源或者服务;同时在相互认证的过程中协商会话密钥,用于加密后续通信数据。其次,在上述认证协议的基础上,为认证方案设计了抗DoS攻击模块。采用基于椭圆曲线的工作量证明方法,在Keystone架构中添加抗DoS攻击模块,让每一个请求在实际获得处理之前都要依据当前网络情况来完成一定工作量,从而防御针对认证协议的DoS攻击。第三,通过扩展和改进Barbican模块来实现Keystone框架的密钥管理。其中,使用开源项目Harshicorp Vault完善其密钥存储插件,使用基于椭圆曲线的加密算法完善其加密插件,从而提高系统的安全性,并为本文设计的方案提供密钥管理支持。最后基于Linux环境搭建了OpenStack实验验证平台,对上述方案进行了功能测试。结果表明,改进的令牌具有较高的安全性,用户与资源服务器之间能够实现相互认证并协商了会话密钥用于保护后续传输数据的安全,同时云平台的Keystone模块能够抵抗一定的DoS攻击。