普适模糊访问控制策略描述语言研究

论文摘要

Mark Weiser于1991年提出普适计算的思想。近年来,随着无线网络、分布式计算利移动设备的发展,普适计算作为新的计算模式,已经受到工业界和学术界的广泛关注。但是实现普适计算的分布、异构、模糊、动态等特点仍需要解决许多关键理论和技术,其中一个重要问题就是如何保证普适计算的安全性。访问控制依据预先定义的授权策略授予主体访问客体的权限,并控制主体使用权限的过程,实现系统资源的有权访问,防止非授权的信息泄露,是确保计算系统安全的核心技术之一。目前已存在的访问控制策略有许多,包括自主访问控制、强制访问控制和基于角色的访问控制等。由于普适计算的访问控制具有高度的模糊不确定性和动态自适应性,这使得现有的访问控制策略不能够满足其需要,特别是无法表达普适访问控制策略的模糊不确定性和普适访问控制强度的动态自适应性,而这些恰恰是普适访问控制与传统访问控制间最重要和最根本的区别,是普适访问控制的重要特性。目前针对普适计算的研究主要集中在对其基础设施和应用技术的研究,对普适计算的安全问题讨论较少。为此,本文针对普适访问控制的模糊不确定性和动态自适应性两大特点,运用区间值模糊集合理论和区间值模糊推理方法,提出一种新的普适访问控制策略描述语言(ubiquitous computing access control policy language,简记为UCACPL),实现普适计算的安全需求。普适访问控制系统与传统的访问控制系统在研究思路和方法上有本质的区别,本文首先给出合理、准确的普适访问控制中各要素的模糊概念及其区间值模糊集,在此基础上,进一步提出一种新的以一阶模糊谓词为基础的区间值模糊产生式规则,作为普适访问控制策略描述语言的语法结构,用于有效刻画普适访问控制策略的模糊不确定性和动态自适应性特征,以实现访问控制策略与安全需求的一致性。同时根据应用需求,本文定义基本的一阶模糊谓词,用来描述复杂的普适访问控制上下文。本文主要内容如下:(1)根据普适计算的特征及区间值模糊集合理论,分析引起普适访问控制模糊不确定性和动态自适应性的原因,给出普适计算访问控制的模糊概念。并建立普适计算访问控制中模糊谓词和模糊量词对应的区间值模糊集合,为普适计算访问控制的研究提供模糊集合理论基础。(2)分析传统的访问控制策略描述语言及其语法结构,比较这些语言的优缺点,掌握策略描述语言的研究内容。在此基础上,根据普适计算访问控制的模糊不确定性和动态自适应性特点,指出普适计算访问控制策略描述语言应满足的条件,定义上下文谓词、基本授权谓词、主、客体关系等谓词,并加入量词、联结词以表示复杂的访问控制策略。进而提出一种新的区间值模糊产生式规则,作为普适访问控制策略描述语言的语法结构。(3)以智能空间的实例——智能教室为应用背景,在Microsoft.NET平台下,使用C#语言对相应理论和方法进行应用研究。本文研究依托普适计算访问控制系列研究课题——陕西省自然科学基金(编号:2006F27),教育部科学研究重点项目(编号:107106),国家自然科学基金(编号:60773224)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 普适计算简介
• 1.1.2 传统访问控制
• 1.2 国内外研究的概况
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文结构和章节安排
• 第2章 区间值模糊集合理论
• 2.1 模糊集合理论概述
• 2.1.1 模糊集合
• 2.1.2 模糊集合的运算
• 2.1.3 模糊语言
• 2.2 区间值模糊数学理论
• 2.2.1 区间值模糊数
• 2.2.2 区间值模糊集
• 2.2.3 区间值模糊数学理论的优点
• 2.2.4 区间值模糊数学理论的应用
• 2.3 本章小结
• 第3章 面向普适计算的模糊集合理论
• 3.1 普适计算访问控制系统
• 3.1.1 普适计算对安全的新需求
• 3.1.2 普适访问控制系统体系结构
• 3.1.3 普适访问控制系统的组成
• 3.2 普适计算中的上下文
• 3.2.1 上下文分类
• 3.2.2 上下文表示应满足的要求
• 3.3 区间值模糊谓词
• 3.3.1 区间值模糊谓词定义
• 3.3.2 模糊谓词上的操作符
• 3.4 面向普适计算的区间值模糊谓词
• 3.5 面向普适计算的区间值模糊量词
• 3.6 本章小结
• 第4章 安全策略描述语言
• 4.1 访问控制策略描述语言概述
• 4.1.1 策略及策略语言
• 4.1.2 访问控制策略语言概述
• 4.2 面向普适计算的访问控制策略描述语言
• 4.2.1 普适计算的模糊需求
• 4.2.2 区间值模糊产生式规则
• 4.2.3 面向普适计算的安全策略
• 4.2.4 UCACPL的语法
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统设计与实现
• 5.1 系统平台设计
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 系统模块
• 5.2.2 重要对象类设计
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文研究工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果