協(xié)同環(huán)境中訪問控制模型與技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作系統(tǒng)是人們?yōu)榱送瓿晒餐娜蝿?wù)目標(biāo)，借助計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，通過資源共享、信息交換、互操作等方式進(jìn)行協(xié)同工作的信息系統(tǒng)。隨著基于開放標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)的發(fā)展，協(xié)同系統(tǒng)環(huán)境越來越寬泛，從辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、工作流管理系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)，到跨域業(yè)務(wù)流程集成等。在這種異構(gòu)、松散的計(jì)算環(huán)境中，信息系統(tǒng)面臨著日益嚴(yán)峻的安全威脅，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近十年發(fā)生的危害系統(tǒng)安全的事件成指數(shù)性增長，其中71﹪檢測(cè)到的系統(tǒng)非法訪問來自內(nèi)部人員，而且大多

2、數(shù)的重大損失均由內(nèi)部授權(quán)人員造成而非外部黑客。因此，在構(gòu)建高效的協(xié)同信息系統(tǒng)的同時(shí)，如何確保系統(tǒng)安全是信息技術(shù)工作者面臨的重大挑戰(zhàn)和迫切任務(wù)。在眾多的安全技術(shù)和服務(wù)中，訪問控制是確保系統(tǒng)安全的一個(gè)重要手段，是通過適當(dāng)?shù)脑L問權(quán)限管理來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的信息和資源保護(hù)，防止用戶對(duì)系統(tǒng)信息的不恰當(dāng)和非法訪問。訪問控制研究不僅在理論上可以借助形式化方法描述系統(tǒng)元素、精確表達(dá)安全策略、進(jìn)行系統(tǒng)安全證明；而且在應(yīng)用中，能夠直接影響系統(tǒng)的可用性、易用性和安全

3、性。在協(xié)同環(huán)境下，訪問控制研究面臨著更多挑戰(zhàn)，不僅要防范來自外部的黑客攻擊，還要防范來自內(nèi)部的非法訪問；不僅要滿足信息安全的基本需求，而且要滿足協(xié)同工作中細(xì)粒度授權(quán)、環(huán)境感知授權(quán)、支持安全策略的可擴(kuò)展性與分布式特征等特殊需求，訪問控制在系統(tǒng)平衡資源保護(hù)和協(xié)同工作方面起著決定性作用。因此，訪問控制模型與技術(shù)的研究不僅具有重要理論價(jià)值，而且具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 本文詳細(xì)分析了協(xié)同環(huán)境中訪問控制研究面臨的挑戰(zhàn)，結(jié)合國家863計(jì)劃“制造

4、網(wǎng)格與制造資源協(xié)同管理技術(shù)研究”(2003AA414310)和山東省重大科技發(fā)展計(jì)劃“產(chǎn)權(quán)交易電子商務(wù)平臺(tái)的研究與典型示范”(2004GG2201131)等相關(guān)課題的需求特征，針對(duì)協(xié)同環(huán)境中的訪問控制模型與安全約束、復(fù)雜角色層次管理、多管理域安全策略復(fù)合與系統(tǒng)互操作等關(guān)鍵問題，展開深入研究。本文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.提出了一個(gè)支持安全約束和角色層次的柔性化工作流訪問控制模型，解決了柔性化工作流的復(fù)雜安全約束和動(dòng)態(tài)執(zhí)行規(guī)劃問

5、題。該模型引入規(guī)范化動(dòng)態(tài)組合思想，提出了規(guī)范化活動(dòng)和工作流組合操作的概念，實(shí)現(xiàn)了工作流模板的動(dòng)態(tài)定制和調(diào)整；借助活動(dòng)對(duì)權(quán)限和角色進(jìn)行封裝，約束了權(quán)限只有在活動(dòng)的生命周期內(nèi)才能有效，從而支持動(dòng)態(tài)授權(quán)和主動(dòng)授權(quán)；在工作流中集成了安全約束與業(yè)務(wù)約束，細(xì)化了約束類型和粒度，從而支持不同層次的安全策略和業(yè)務(wù)規(guī)則；給出了約束關(guān)系一致性驗(yàn)證算法和工作流執(zhí)行規(guī)劃算法，確保了工作流的順利執(zhí)行。 2.提出了支持約束繼承的角色層次方法，提高了協(xié)同環(huán)境

6、中復(fù)雜角色層次的管理效率。該方法對(duì)權(quán)限進(jìn)行了有效地劃分，定義了私有類型、受限類型和公共類型，并引入了權(quán)限繼承路徑、角色的繼承域和傳播域等概念，用于計(jì)算角色授權(quán)。不同于其他模型的完全權(quán)限繼承機(jī)制，本文提出了角色層次中的約束繼承規(guī)則，以阻止私有權(quán)限在繼承路徑上的傳播并對(duì)受限類型權(quán)限進(jìn)行限制。這種方法在沒有增加新角色的前提下，通過對(duì)角色權(quán)限的封裝和約束繼承機(jī)制，解決了私有權(quán)限和區(qū)域權(quán)限問題，滿足了特定的安全需求。本文方法在時(shí)間效率和空間效率方

7、面也較傳統(tǒng)方法提高，降低了安全管理復(fù)雜度，規(guī)避了潛在的不安全性。 3.提出了一種多管理域訪問控制方法，在支持分布式多域協(xié)同工作的前提下，有效地實(shí)施環(huán)境感知授權(quán)和動(dòng)態(tài)變化的主體域管理。該方法提出了權(quán)限的生命周期和作用域的概念，實(shí)現(xiàn)了用戶權(quán)限的動(dòng)態(tài)分配與收回，從而支持環(huán)境感知授權(quán)；提出了基于規(guī)則的主體域代數(shù)操作方法和基于XACML的系統(tǒng)框架，能夠支持動(dòng)態(tài)變化的主體域的自治管理和異構(gòu)平臺(tái)間的互操作；并給出了跨域用戶授權(quán)計(jì)算和安全約束一