从数据黑盒到数据白盒
作者 | 赵健
编辑 | 刘景丰
2018年9月的一天，阿里云基础产品首席架构师黄瑞瑞在跟H银行客户交流时，听到了这样的吐槽：“我上云之后，看不到你们在云上的数据操作过程，其他云厂商我也看不到。虽然我会继续用你们的产品，但我心里不舒服。”
让这位客户不舒服的正是行业一大痛点：对于上云企业来说，云厂商对云上数据的操作、运维过程完全是一个黑盒子。就像一台汽车，你能看到方向盘、底盘、座舱，但是看不到引擎到底是怎么运作的。
这容易埋下隐患。随着数据被定义为数字时代的新型生产要素，从过去单纯的“数据信息”变成如今的“企业资产”，其重要性陡然提升。把自家的数据资产交给别人保管，而且看不到保管的过程，这让人如何相信数据资产的安全？
这种疑惑并非个例，云厂商只好苦口婆心地向外界宣告公有云是安全的。早在2015年7月，阿里云就发布《数据保护倡议书》，明确表示绝对不碰客户数据。之后，其他国内云厂商跟进表示自己“不碰数据”。
但是，这更像是一种倡议而非机制，数据黑盒的行业通病并没有从根本上得到解决。
直到今天，这一行业痛点迎来转机。在10月19日的阿里云栖大会上，阿里云智能总裁张建锋（花名：行癫）在主论坛的演讲环节，重申了保护客户数据安全是阿里云的第一原则。行癫在台上没有提到的细节是，阿里云给出了对于数据黑盒的解决方案——透明厨房。
透明厨房在阿里云内部有一个特殊的代号——水晶计划，它与本次云栖大会上发布的第四代神龙架构，同属2019年阿里云基础产品的六大战役。值得一提的是，放眼全球也只有谷歌云（Google Cloud）有类似的产品。
本文，「甲子光年」采访了阿里云基础产品首席架构师黄瑞瑞，来还原透明厨房的前世今生。
在数据安全受到前所未有的重视后，云计算也走进深水区。透明厨房是阿里云的一小步，也是数据安全的一大步。
1.打不开的数据黑盒
在云计算之前的IT服务时代，企业将数据保存在自己的IDC（数据中心）机房中，运维人员的每一步操作都会生成相应的日志，来记录整个操作过程。因此对于企业来说，这是一个白盒。
而数据黑盒是云计算的副产品。
从IDC切换到云服务之后，云厂商除了提供计算、存储这些基础的资源外，还会提供智能托管的服务——也就是代运维。但是，就像把家里的钥匙完全交给装修师傅一样，云厂商在云平台上的操作过程并不能被客户感知。这对客户来说，就形成了数据黑盒。
尽管云厂商已经通过各种加密手段、第三方审计报告或合规证书来证明其数据的安全性，但黄瑞瑞认为“这只是安全的及格线”。
黄瑞瑞告诉「甲子光年」：“客户常常表示，我相信你们阿里云不会碰我的数据，但你们怎么保证没有员工头脑发热，或者误操作？”
为了打消企业对数据安全的疑虑，过去云厂商通常有两种做法：
第一种是商业手段，将数据安全写进合同。如果企业发现云厂商对自己的数据做了手脚，那么云厂商要做出一定的赔偿。
这是一个行业标准做法，但问题又回到了逻辑的原点。“既然你都不告诉客户云平台内部到底发生了什么，他又怎么能发现你动了他的数据呢？他发现不了。你写在合同里无非是表达一种承诺，让客户心里好受一点罢了。”黄瑞瑞表示。这种方式治标不治本。
还有一种技术手段，将云平台内部所有的运维API接口向客户开放，把“钥匙”还给业主，把黑盒再次变成白盒。
但是这种做法有点不切实际。负责着阿里飞天云平台总体架构设计，以及下一代云平台底座技术架构设计、升级等工作的黄瑞瑞深知，把云平台内部的接口全部对外开放是一种不负责任的行为。
站在客户的角度看，很多客户不具备敏感数据、API的管理能力，这样做等于云厂商将数据安全问题甩给没有安全能力的客户；站在云厂商自己的角度，大量暴露API接口实际上扩大了黑客的攻击面，此外权限收敛和分配因此也更加复杂，难以做到最小化授权。
从创立开始，阿里云就一直在思索这个问题的最佳解决方案应该是什么。
他们最早的灵感来自一则牛奶广告：牛奶厂商为了证明牛奶质量的可靠性，邀请很多家长、小朋友去牧场参观从奶牛到牛奶的生产全流程，来切身感知一杯牛奶的诞生。牛奶厂商要做的，就是消除消费者和企业的信息差。
阿里云安全和产品团队从这则广告中获得了启发，云服务的过程就像牛奶生产的过程，想要获得客户的信任，最好要让客户获得全链路的感知能力。但是这一想法一直没有很好的落地契机。直到H银行客户在和阿里云沟通时，提到了它在海外给谷歌提出了一个需求，即在云上系统中的内部操作，运维日志都要对客户透明公开。
放眼全球，这称得上是一个创新。黄瑞瑞认为，这对阿里云的高安全等级需求客户（如金融类客户）来说，也会是一个非常重要的需求。
要不要做这件事呢？与其说这是一个痛点，倒不如说是一个痒点。市场调研机构IDC发布的市场份额报告显示，2018年阿里云在国内的市场份额占比高达45.5%，牢牢占据第一位。即使不解决数据黑盒问题，阿里云的收入似乎也不会有影响。
但黄瑞瑞当时有一个更理想化的追求。他认为，首先这是客户真真切切的需求；其次作为全球排名第三、国内第一的云计算厂商，阿里云有义务为行业树立一个标杆。
说干就干，在经过需求论证之后，阿里云将这一数据安全产品上升到战略高度，定为2019年阿里云基础产品的6大战役之一，并起了一个代号——水晶计划。
2.从水晶计划到透明厨房
水晶计划的过程则是一波三折。
最开始，阿里云安全和产品团队把问题想得很简单，虽然不能把API接口全部对外，但直接把运维日志给到客户不就行了？
实际操作起来才发现，阿里云的内部运维日志是海量数据，大量的内部运维日志非但不能给客户产生价值，反而变成了一种白噪音——客户并不能从海量日志中分辨哪些东西对他是有用的。
同时，还有很多数据并非人为操作产生，而是机器自动产生。黄瑞瑞告诉「甲子光年」：“比如说机器监控到某个集群水位高了，就会自动迁移到其他地方，这个过程本身是符合安全要求的，即使给到客户也没有多少参考价值。”
有时候大而全不是最优解，反而给客户带来负担。阿里云需要小而美的解决方案。
最终，阿里云将对外公开的日志范围缩小到人为操作日志。这样能保证客户拿到数据之后，快速分析和判断阿里云工作人员对客户的数据执行了哪些操作。
理清思路后，接下来就是内部团队的协调和开发。阿里云做的第一个产品，是针对OSS存储（对象存储服务）运维日志的透明化。OSS适合存放任意类型的文件，包括文字、图像、视频等等，因此也是阿里云客户使用最多的产品之一。
阿里云做了两层“透明化”，第一层是日志的订阅管理。
客户可以通过订阅的方式，在任何他想看的时刻来获得阿里云内部的运维操作日志，来获取什么人员因为什么原因做了什么操作。这是平台为了“自证清白”。
但如果将阿里云内部的运维日志不加处理交给客户，有时候是没有意义的。因为这些日志，只有在内部运维系统的上下文中才有意义。因此要提取有效信息，并将其翻译成客户能看懂的示例。此外，阿里云要保证数据脱敏，不能在保护客户数据的初心下反而造成云厂商数据隐私的泄露。
第二层“透明化”，是在第一层的基础上再加一层保险箱，称为客户工单的授权管理。
黄瑞瑞告诉「甲子光年」，当客户发起工单，平台会追加一个子项目，在工作人员操作之前向客户申请授权，“工单是工单，授权是授权，如果只有工单没有授权，我们是不会进行任何操作的”。
这样，阿里云不仅要打通工单系统，还要打通授权系统。尽管这增大了工作量，但能够让客户买的安全，用的放心。
阿里云将这个产品的理念描述为“透明厨房”。顾名思义，阿里云将云服务比作去餐厅吃饭，过去人们看不到菜品的烹饪过程。而在透明的厨房，人们可以像在家里做饭一样，看到每个菜的烹饪细节。
2019年下半年，经过一个6人小组以及存储产品团队小伙伴们半年多的努力，针对OSS存储的“透明厨房”终于落地了。在推向市场的时候，阿里云却同时得到了一个好消息和一个坏消息。好消息是，客户对此产品的评价是“有帮助”，坏消息是“帮助不大”。
原因也很简单，企业不仅仅用阿里云OSS存储这一个产品，也用了数据库、云盘、大户数据分析等等产品，只保证OSS存储这“一道菜”的透明化远远不够，必须扩大到“满汉全席”。
如果说OSS存储是透明厨房从零到一的探索性产品，接下来的两年，透明厨房团队做的事情就是从一到十的规模性扩大。如今，透明厨房已经适配了包括数据库、云盘在内的超过十款阿里云主流产品，并延伸到了线上账号管理系统和权限管理系统，以及密钥管理系统。
有一个金融客户让黄瑞瑞印象深刻。在听说阿里云研发了透明厨房之后，该金融客户打电话给黄瑞瑞说，他们正在内部审计，比较着急，“如果提交工单之后能第一时间看到阿里云的运维日志，不管需要多少钱，我马上就买”。黄瑞瑞则告诉对方：“日志可以马上给，但是不要钱，这是免费的产品。”
对此，黄瑞瑞向「甲子光年」解释：“透明厨房没有商业化的计划。我们认为数据安全是阿里云应该提供的基础服务而非增值服务。”
后来，黄瑞瑞收到了审计部门对于透明厨房的反馈，只有简单一句话：“做的不错，这是一个新的可审计数据集，符合可审计的需求。”
这给了透明厨房团队很大的鼓励。
3.行至云深处：可靠、可控、可见
在数据安全之下，如今云计算的发展正呈现出两个趋势。
第一是针对数据安全生命周期建立全链路保护机制。
数据的全生命周期一般为6个阶段，包括数据采集、数据传输、数据计算、数据交换、数据存储到数据销毁。黄瑞瑞告诉「甲子光年」，几年前云厂商的宣传大多停留在单点保护，而实际上客户需要的是全流程全周期的保护。
透明厨房不针对某一阶段，而是贯穿数据全流程的产品。不过现在，透明厨房相对侧重在企业更常用的数据计算、数据传输和数据存储，来记录数据是否被触碰或修改。
基于6个阶段和1个全流程产品，阿里云将其数据安全能力总结为三个词：可靠、可控与可见，三者螺旋交替，互为补充。
可靠性，是指阿里云建立的全链路数据保护机制。云上数据的6个关键阶段都需要不同的安全能力，这依赖于阿里云高安全等级的基础设施产品。
每年的云栖大会也是阿里云基础产品的集中发布会。今年，阿里云发布了自研CPU倚天710、磐久服务器、第四代神龙架构等基础产品。比如，通过自研的神龙云服务器，阿里云能提供“芯片级”加密安全环境，只有用户才能看到并使用自己的数据。
可控性，是指阿里云把数据控制权交给用户所有。这里的数据控制权，主要指数据“密钥”。
企业的数据明文通过加密算法加密后就会变成数据密文。无论国际还是国内，都对加密算法有严格的合规标准，就像一个数据保险箱，打开保险箱的唯一方式就是拿到保险箱的钥匙，即“密钥”。
阿里云做的就是把加密算法的密钥，完全给到用户。目前阿里云上40余款产品支持全链路加密能力，和在适用场景下的自选密钥能力，让用户对数据的调用和读取具有完全的控制权。
最后是可见性，即透明厨房。
阿里云目前已经实现云平台内部操作完整记录，并通过了第三方权威审计公司的严苛审计，审计期间会做大规模随机抽样，可验证阿里云是否遵循严格的安全控制措施。目前，阿里云几乎已经拿到了安全合规领域的“全满贯”资质。
第二个变化趋势是黄瑞瑞从客户侧感受到的——客户越来越懂行业了。
过去客户会纠结于上不上云，现在这已不成为问题了。早在2019年Veritas（数据管理公司）对1654名来自世界各地的云架构师和管理人员做了调研，80%的中国受访者表示“他们希望将大部分甚至全部的应用程序放至公有云架构中”。
同时，客户的专业性也越来越高。黄瑞瑞提到：“我们其实很早就在做全链路加密和自选密钥的云产品功能了，但是一直到最近的一年多客户的需求才呈现井喷式增长。很多客户开始问我们密钥的控制权能不能交给他们，放在过去如果我们不提，可能很多人都不知道有自选密钥这回事。”
黄瑞瑞认为，云厂商与客户各进一步，是这个行业正在走向成熟的一个标志。
今年的云栖大会上，行癫的演讲主题是“云深处，新世界”。行至云深处，这是云计算发展的一个缩影，而保护数据安全始终是第一原则，就像“水晶计划”名字所希望的那样，透明而坚固。