分布式环境下资源访问控制关键问题研究

论文摘要

对于分布式应用资源的大量安全攻击来说,访问控制是重要的防范手段。现存的中间件访问控制技术存在这样几个问题:1)不能提供一个完整的解决方案,应用开发者不得不在应用系统中嵌入访问控制功能,这带来了大量的问题,包括实施困难、高开销、高错误率、资源所有权的归属等;2)就有效性来说,在一些应用领域,访问控制还要更细致,在鉴权判定方面对使用专门因素的支持,还有广大组织之间鉴权的一致性和可靠性的增强;3)中间件越来越异构化,相互作用方式复杂。在使用这些中间件时,要了解其安全特性,比如,机密性数据不会在网络上泄漏,但是,现在很难证实这些中间件有很好的安全特性。 针对中间件对访问控制不能提供完整的解决方案以及其有效性问题,本文提出了一个体系结构方法:基于J2EE的RBAC支持。首先,通过详细分析了J2EE访问控制机制的性能,设计了能够正式定义系统状态的J2EE保护系统配置。通过该定义,本文设计了一个鉴权判定算法。其次,本文研究了在进行J2EE安全服务时,对基于角色的访问控制模型的支持。利用J2EE保护系统定义的配置,用J2EE语言定义了RBAC0和RBAC1两种模型。此外,为了支持RBAC0-RBAC3模型,本文分析并给出了实施J2EE安全服务所需的必要条件。本方法在遵循J2EE安全规范的前提下实现了对RBAC0的支持,并实现了J2EE安全规范范围以外的必要功能,来支持RBAC1和RBAC2。这加强了J2EE访问控制机制的性能。 J2EE中间件访问控制机制与RBAC模型相结合的方法比较好的解决了完整性和有效性这两个问题,但是对于复杂策略,它们还存在灵活性差、粒度粗和扩展性较弱等问题。本文设计了鉴权服务体系结构（JCRADS）,用它来解决分布式资源的访问控制问题。JCRADS抽象了鉴权服务中的鉴权逻辑,该鉴权服务位于应用程序的外部,独立于下层的安全模型和安全规则。这种资源访问判定办法解决了保护大多数分布式资源所面临的问题。对于鉴权判定,允许使用多种类型的主体安全,服务结构允许使用从工作流和其它资源中获得的信息,这样它就能支持应用领域所特有的规则。它也能够使用在访问控制判定中的特殊信息。鉴权逻辑包装为一个独立的服务,可以很容易地在穿越应用边界时保持访问控制策略的一致性。此外,这个结构支持多重鉴权模型,并且它有助于安全管理员和应用开发者进行清晰的责任分离。 尽管当前的设计利用了J2EE所遵循的安全机制,JCRADS几乎独立于下层的安全技术。JCRADS方法能够应用到大多数分布式环境中去。这种结构不但简化了应用程序和安全系统开发,而且也允许管理部门一致地管理和实施其安全策略,很好的解决了分布式资源访问系统普遍存在的不够灵活、粒度粗、可扩展性差等主要矛盾。

论文目录

• 摘要
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 第一章 引言
• 1.1 研究目标
• 1.2 主要研究成果
• 1.3 论文内容
• 第二章 背景和相关问题研究
• 2.1 背景信息和术语
• 2.2 应用资源的控制访问
• 2.3 问题陈述
• 2.3.1 信息环境机制前景
• 2.3.2 系统前景
• 2.3.3 国家科技基础条件平台中的访问控制问题
• 2.3.4 问题描述
• 2.4 评估标准
• 2.5 已有的研究工作
• 2.5.1 JAAS
• 2.5.2 分布式计算环境
• 2.5.3 Microsoft分布式部件目标模型
• 2.5.4 SESAME
• 2.5.5 CORBA安全
• 2.5.6 通用鉴权和访问控制API
• 2.6 当前的研究情况
• 2.6.1 策略代理
• 2.6.2 代理和拦截器
• 2.6.3 鉴权服务
• 2.7 本章小结
• 第三章 J2EE安全系统下的RBAC支持
• 3.1 RBAC概述及应用目的
• 3.2 J2EE访问控制机制
• 3.2.1 J2EE访问控制机制分析
• 3.2.2 J2EE保护状态配置
• 3.3 J2EE支持的RBAC系统
• 3.3.1 访问控制模型
• 3.3.2 RBAC模型的初始定义
• 0'>3.3.3 RBAC₀
• 1'>3.3.4 RBAC₁
• 2'>3.3.5 RBAC₂
• 3'>3.3.6 RBAC₃
• 3.4 应用实例
• 3.4.1 单域解决方案
• 3.4.2 多访问策略域解决方案
• 3.5 本章小结
• 第四章 资源访问判定服务
• 4.1 资源访问判定服务体系结构
• 4.1.1 应用系统和资源访问判定服务间的接口
• 4.1.2 资源访问判定的逻辑组成
• 4.2 JCRADS对JAVA-CORBA的支持
• 4.2.1 建立CORBA应用程序的过程
• 4.2.2 应用程序示例
• 4.3 应用实例
• 4.3.1 初始化策略
• 4.3.2 模型策略
• 4.4 本章小结
• 第五章 JCRADS的原型工具研究与设计
• 5.1 JAS的概述
• 5.1.1 中间件技术
• 5.1.2 组件接口
• 5.1.3 工具语言
• 5.1.4 设计扩展性
• 5.1.5 通用组成结构
• 5.1.6 组件预置和发现
• 5.2 判定结合程序
• 5.3 策略评价程序
• 5.4 本章小结
• 第六章 JAS的性能测量方法
• 6.1 测量模型
• 6.2 JAS的结构
• 6.3 试验环境
• 6.4 试验程序
• 6.5 测量结果
• 6.6 性能
• 6.7 本章小结
• 第七章 非安全中间件的安全封装
• 7.1 问题描述
• 7.2 Box-π定义与设计
• 7.2.1 语法
• 7.2.2 化简
• 7.2.3 加标识的变换
• 7.2.4 互模拟
• 7.3 安全封装器
• 7.4 本章小结
• 第八章 总结和展望
• 8.1 研究成果
• 8.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历