用户认证机制是对用户真实身份的确认过程,是实现系统其它安全策略的前提和保障。作为一种新兴的商业服务模式,云计算用户规模和认证需求巨大,对认证服务安全性和效率方面的要求非常高,现有的解决方案均不能兼顾安全性和效率两方面的要求。目前的解决方案主要是基于数字证书的方式,然而由于其在硬件和计算方面的复杂性,云端承担了很大的负担。因此,对云计算环境下的安全认证机制研究具有很强的理论和现实意义。在云中应用轻量型的Kerberos协议机制可以改善认证效率的问题,但存在着密钥容易泄露、不能抵御重放攻击的安全缺陷。针对这些安全缺陷,提出了基于Kerberos的单云环境身份认证算法(KAPSC),算法增加了用户注册时提交的密钥数量,并对协议的认证结构做了改进。新增加的两个密钥,使得认证用户身份的信息交换从一次增加到三次,增强了系统的安全性能,同时维持了较低的计算开销。此外,方案在KAPSC算法加入了随机数技术,有效抵御了重放攻击的产生。算法安全性分析和实验结果表明,该算法可以安全、高效的用于单云环境下的用户身份认证问题。根据现实环境中多个云或多种云计算部署模式共存的情况,提出了一整套跨云认证的解决方案。方案根据云用户和服务器是否处于同一云认证域、不同云认证域之间是否存在信任关系等的不同情况,分别介绍了相应的处理策略。方案引用了用户方的本地密钥分配中心作为用户请求代理的方法,大大降低了客户方的计算和查询压力,提高了系统的效率和可扩展性。相应的实验结果也验证了所提方案的效用和安全性。