网格环境下安全认证模型研究与设计

论文摘要

网格是可以动态共享和协同计算的资源集成,它通过高效的组织分布在不同位置的闲置资源,来提供超强的数据处理能力。网格技术在科学研究、国家统计以及商业服务等各领域都有着广泛的发展前景和空间。网格安全是网格发展的最基础问题,它制约着网格技术的应用,而认证作为网格安全问题的第一道防线,也是最重要的防线,发挥着关键性的作用。传统网络安全认证技术发展比较成熟,应用最广泛的是Kerberos认证机制和基于X.509证书的认证机制。但这两种机制都无法直接单一的应用在网格环境下,KX.509认证的提出正是基于这两种机制,完成了Kerberos票据对X.509证书的转化,但这种转化是单向的。同时,网络环境中常使用三类认证模型：集中式层次认证模型、多CA结构模型和混合交叉认证模型,为适应网格动态性和实时性等要求,必须寻找一种改进的新模型。在深入分析认证技术和认证模型的基础上,针对以上两个主要问题,本文设计一种层次域的认证模型,将网格环境分为三个层次：一级信任域、二级信任域和三级信任域。一级信任域主要解决如何将X.509证书转化为Kerberos票据的问题,二级信任域依据KX.509机制完成Kerberos票据对X.509证书的转化,三级信任域主要完成同一机制域内的身份认证。本文着重对三级信任域中Kerberos域认证的安全性进行分析,针对Kerberos协议无法避免口令猜测攻击的缺陷,提出一种协议密钥独立于用户口令的密钥生成方式,最后通过模拟实验和理论分析,来验证改进的方案安全性得到了提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文结构
• 2 网格基本原理及相关技术
• 2.1 网格的基本原理
• 2.1.1 网格的概念
• 2.1.2 网格的要求及特点
• 2.2 网格体系结构
• 2.2.1 五层沙漏结构
• 2.2.2 OGSA（开放网格服务体系结构）
• 2.2.3 两种体系结构的比较
• 2.3 本章小结
• 3 网格安全分析
• 3.1 网格安全问题
• 3.1.1 传统互联网的安全问题
• 3.1.2 网格安全的目标和研究内容
• 3.2 网格安全技术
• 3.2.1 PKI与Kerberos
• 3.2.2 SSL/TLS
• 3.2.3 MyProxy
• 3.2.4 单点登录
• 3.2.5 GSI
• 3.3 本章小结
• 4 网格认证机制
• 4.1 网格环境下认证的需求
• 4.2 身份认证技术研究
• 4.2.1 基于X.509证书的认证
• 4.2.2 基于Kerberos的认证
• 4.2.3 两种机制的融合
• 4.2.4 Kerberos认证机制的安全性分析
• 4.3 本章小结
• 5 网格认证模型设计
• 5.1 传统的认证模型
• 5.2 改进的网格认证模型
• 5.2.1 认证模型的需求
• 5.2.2 本文认证模型的提出
• 5.2.3 一级信任域
• 5.2.4 二级信任域
• 5.2.5 三级信任域
• 5.2.6 层次域认证模型的特点
• 5.3 认证协议的改进
• 5.3.1 Kerberos认证协议分析
• 5.3.2 Kerberos认证协议改进
• 5.3.3 实验测试
• 5.3.4 安全性分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献