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学位论文简介

本文主要围绕云环境下的资源分配问题和安全云访问时数据持久性问题而展开的研究性工作。主要研究了云计算环境中的闲置资源整合、定价以及如何实现安全、可靠、高效的数据持久化访问问题。针对具体问题而提出的相应算法和协议不仅都达到提升资源利用率，减少资源浪费以及使得云提供商和云用户都能获得一个相对最优的收益同时，而且还能使得访问云存储时安全、可靠（即，支持崩溃一致性）且还执行性能高效。本文完成的主要工作及创新点总结如下：

1. 在经济发展和云技术成熟的背景下，越来越多的组织开始购买计算基础架构硬件资源。但是，在某些情况下，组织自身所拥有的计算资源经常会被闲置。为了解决资源闲置问题，本文首先设计了一种用于组织通过云网络进行协商的服务机制。

2. 云环境中，云提供商和云用户多对多的交易过程相对于一对多或者多对一较为复杂。因此，本文围绕此问题在第 4 章中进行研究。在第 4 章中设计了一个服务机制来优化多个云供应商和多个云客户之间的利润。

3. 不经意随机访问机（ORAM）是一种可证明的安全原语，用于防止内存总线上的访问模式泄漏。第 5 章提出了 PS-ORAM，它研究如何在基于 NVM 的存储系统中持久化 ORAM 结构。

4. 由于 ORAM 完全改变了程序地址和物理地址之间的映射关系，片上 ORAM 控制器需要专门的组件来跟踪中间数据和安全元数据。这些信息对于保证 ORAM 协议的正确性和安全性至关重要，因此支持崩溃一致性是非常重要的。研究发现，使用传统的基于软件的支持会增加性能开销，并导致额外的信息泄漏。另一方面，将非易失性存储器（NVM）用于所有片上缓冲器和主存储器会导致非常高的性能开销。在这项工作中，通过利用混合内存体系结构来研究对 ORAM 的替代轻量级崩溃一致性支持。

主要学术成果

[1] Gang Liu, Zheng Xiao, Guanghua Tan, Kenli Li and Anthony Theodore, Chronopoulos. Game theory-based optimization of distributed idle computing resources in cloud environments Theoretical Computer Science, 已发表，806:468 - 488, 2020 (CCF B 类)。

[2] Gang Liu, Zheng Xiao, Anthony Theodore, Chronopoulos, Chubo Liu, and Zhuo Tang. A Many-to-Many Demand and Response Hybrid Game Method for Cloud Environments.IEEE Transactions on Cloud Computing, 已线上发表，1-1, 2019 (中科院1区)。

[3] Zheng Xiao（导师）, Gang Liu, Dan He, Yang Guo and Jiayi Du. Concurrent Request Multiplexing for Cloud Composite Service Reservation. IEEE Transactions on Services Computing, 已线上发表, 1-1, 2020 （中科院2区，CCF B类）。

[4] Zheng Xiao（导师）, Yang Guo, Gang Liu and Jiayi Du. Noncooperative Optimization of Multi-user Request Strategy in Cloud Service Composition Reservation. International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing, 已发表, 138–152, 2018 （CCF C类会议）。