ＵＣＯＮ訪問(wèn)控制的研究

趙君萍

摘要:UCON模型是一種新型的訪問(wèn)控制模型,它包含了傳統(tǒng)訪問(wèn)控制模型并能適應(yīng)現(xiàn)代信息系統(tǒng)的訪問(wèn)控制要求,為研究下一代訪問(wèn)控制提供了新思路,被認(rèn)為是當(dāng)前很具有潛力的訪問(wèn)控制技術(shù)。本文較為全面的介紹了UCON模型,重點(diǎn)介紹了UCON核心模型的組成元素,UCONABC模型,闡述了UCON模型的新特性,以及它的使用范圍,最后分析了UCON的優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)際應(yīng)用中存在的不足。

關(guān)鍵詞:UCON;ABC模型;連續(xù)性;可變性

中圖分類號(hào):TP309文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)22-pppp-0c

現(xiàn)代信息系統(tǒng)面向的是一個(gè)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制(DAC、MAC、RBAC)主要關(guān)注在一個(gè)信息系統(tǒng)封閉環(huán)境中資源機(jī)密性和完整性的保護(hù),不能很好地滿足開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中動(dòng)態(tài)、連續(xù)的訪問(wèn)控制需求,在此情況下,建立一個(gè)面向開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的訪問(wèn)控制模型已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。2002年,GeorgeMason大學(xué)著名的信息安全專家Ravi Sandhu和Jaehong Park博士在Towards usage control models:beyond traditional access control[1]一文中首次提出使用控制(UCON,UsageControl)的概念。該文較為全面的研究了下一代訪問(wèn)控制模型-UCON模型。

1 UCON核心模型組成

UCON對(duì)傳統(tǒng)的存取控制進(jìn)行了擴(kuò)展,定義了授權(quán)(Authorization)、義務(wù)(oBligation)和條件(Condition)三個(gè)決定性因素,同時(shí)提出了存取控制的連續(xù)性(Continuity)和可變性(Mutability)兩個(gè)重要屬性。UCON不僅集合了傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制、信任管理以及數(shù)字版權(quán)管理,并且超越了它們的定義和范圍,能更好地滿足現(xiàn)代信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)字資源的保護(hù)要求。

ABC模型是UCON的核心模型,由八種元素組成,如圖1。

UCON模型中的主體、主體屬性、客體和客體屬性的概念都來(lái)自于傳統(tǒng)訪問(wèn)控制模型,它們的應(yīng)用方式也和傳統(tǒng)訪問(wèn)控制中類似。主體(Subject)是具有某些屬性,對(duì)客體擁有某些使用權(quán)限的主動(dòng)的實(shí)體,簡(jiǎn)記為S。主體屬性(Subject Attribute)標(biāo)識(shí)了主體能力和特征,是權(quán)限決策過(guò)程中的重要參數(shù),簡(jiǎn)記為ATT(S)?？腕w(Object)是按權(quán)限集合的規(guī)定接受主體訪問(wèn)的被動(dòng)的實(shí)體,簡(jiǎn)記為O?？腕w屬性(Object Arttbiutes)是標(biāo)識(shí)客體的重要信息,簡(jiǎn)記為ATT(O)。

權(quán)限(Rights)指一個(gè)主體以特定的方式(如讀或?qū)?訪問(wèn)某個(gè)客體的權(quán)利。UCON模型不像傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制,把權(quán)限看成獨(dú)立于主體活動(dòng)的訪問(wèn)控制矩陣的靜態(tài)元素,而是在主體試圖訪問(wèn)客體時(shí)才跟據(jù)主客體屬性和授權(quán)、義務(wù)、條件三大決策因素動(dòng)態(tài)的確定用戶的操作權(quán)限。

授權(quán)(Authoriaztion)是UCON模型中重要組成部分,簡(jiǎn)記為A,它用于使用決策,并返回主體是否能夠?qū)腕w進(jìn)行操作的決策。授權(quán)是基于主、客體的屬性和所請(qǐng)求的權(quán)限(如:讀或?qū)懙葯?quán)限)并依據(jù)權(quán)限規(guī)則集進(jìn)行的權(quán)限判斷操作。UCON中的授權(quán)既包括傳統(tǒng)的預(yù)先授權(quán),也可以根據(jù)不同的控制規(guī)則訪問(wèn)過(guò)程中進(jìn)行授權(quán)判斷操作。此外,執(zhí)行授權(quán)謂詞可能會(huì)在訪問(wèn)之前、訪問(wèn)中或在訪問(wèn)結(jié)束之后引起主、客體可變屬性值的更新,進(jìn)而將對(duì)本次或其它的訪問(wèn)決策產(chǎn)生影響。例如:用戶在購(gòu)買一本電子圖書(shū)后其信用卡上的金額會(huì)相應(yīng)減少,這一結(jié)果將是用戶本次或以后使用該卡進(jìn)行電子交易的權(quán)限判斷的重要依據(jù)。

義務(wù)(oBligation)是主體在訪問(wèn)之前或者訪問(wèn)過(guò)程中必須執(zhí)行的動(dòng)作,簡(jiǎn)記為B。在訪問(wèn)之前執(zhí)行(preB)是在訪問(wèn)請(qǐng)求執(zhí)行前主體必須滿足某種條件,例如:用戶必須提供個(gè)人信息才能下載網(wǎng)站上的資源。在訪問(wèn)過(guò)程中執(zhí)行(onB)是在權(quán)限行使的過(guò)程中必須持續(xù)性滿足或是周期性滿足的條件,例如:要求用戶必須處于登錄狀態(tài)才能在執(zhí)行事務(wù)性操作。主體履行何種義務(wù)不是預(yù)先靜態(tài)設(shè)置的,而是根據(jù)主客體的屬性動(dòng)態(tài)確定的,義務(wù)的履行也可能會(huì)更新主客體的可變屬性,同時(shí)這些更新能影響現(xiàn)在或?qū)?lái)使用決策。

條件(Condition)是面向環(huán)境或是面向系統(tǒng)的決策因素,簡(jiǎn)記為C。條件評(píng)估當(dāng)前的硬件環(huán)境或與系統(tǒng)有關(guān)的限制以決定是否滿足用戶請(qǐng)求。例如:用戶必須在規(guī)定的終端、規(guī)定的時(shí)間段使用服務(wù);也可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行一定的限制等。主客體屬性可以用來(lái)判斷用戶需要滿足何種條件,比如:在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下只需要特定ID進(jìn)入系統(tǒng)。但條件的評(píng)估并不改變?nèi)魏沃黧w或客體的屬性,這一點(diǎn)與授權(quán)和義務(wù)規(guī)則不同。

2 UCON的新特征

UCON區(qū)別于傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制模型的兩個(gè)顯著特性是:“連續(xù)性”和“可變性”。

連續(xù)性意味著使用控制決策不僅可以在訪問(wèn)前進(jìn)行,在訪問(wèn)過(guò)程中也可以。沿時(shí)間線可將一個(gè)完整的使用過(guò)程分為三個(gè)階段:使用前,使用中和使用后。使用控制決策可以對(duì)前兩個(gè)階段進(jìn)行授權(quán),分別稱為預(yù)先授權(quán)和過(guò)程授權(quán)[2]。但卻不能發(fā)生在訪問(wèn)資源之后,因?yàn)榇藭r(shí)對(duì)客體資源的操作已經(jīng)完全結(jié)束,訪問(wèn)控制也就沒(méi)有任何意義可言。

易變性意味著主體、客體屬性作為訪問(wèn)執(zhí)行的結(jié)果而發(fā)生改變。根據(jù)上述的三個(gè)階段可將屬性的變化分為三種類型:使用前更新,使用中更新,使用后更新?？勺儗傩缘母聦?duì)本次或是下次的權(quán)限決策起重要依據(jù)作用。

連續(xù)性控制和可變屬性使得基于歷史的授權(quán)決策更容易實(shí)施。

3 UCONABC核心模式

ABC模型假設(shè)有一個(gè)訪問(wèn)客體資源的請(qǐng)求,根據(jù)連續(xù)性,請(qǐng)求的權(quán)利可在行使該權(quán)利之前進(jìn)行判斷,也可在行使該權(quán)利過(guò)程中判斷?？勺儗傩宰鳛槭褂觅Y源的結(jié)果,允許更新主體或客體的屬性。如果在訪問(wèn)控制過(guò)程中不存在可變屬性,則使用決策過(guò)程中不可改變屬性,用O表示,存在可變屬性的訪問(wèn)控制模型中,屬性的更新可能在權(quán)限行使之前,行使過(guò)程中或行使之后,分別用1、2、3表示。對(duì)于不可能實(shí)現(xiàn)的情況用“N”表示,可能實(shí)現(xiàn)的情況用“Y”表示。有16種可能的模式作為使用控制模型的核心模式。

表1中都是以單純的模式為例,但在實(shí)際系統(tǒng)中可能根據(jù)不同應(yīng)用的需求產(chǎn)生不同的組合模型,例如UCONPreC0onC0。就表示既要在訪問(wèn)使用前執(zhí)行“條件”,決策因素的檢測(cè)又要在訪問(wèn)過(guò)程中檢測(cè),并且都不改變主客體的任何屬性。具體的模型組合情況[3]如圖2所示:

4 UCON模型的使用范圍

UCON模型主要保護(hù)數(shù)據(jù)資源,對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源也可以針對(duì)具體的應(yīng)用需求配合其它相關(guān)技術(shù)達(dá)到資源保護(hù)的目的。在UCON系統(tǒng)中不僅可以保護(hù)服務(wù)器端的數(shù)據(jù)資源,對(duì)于下載的客戶端的數(shù)字資源也可以起到保護(hù)作用,比如控制其使用期限、使用次數(shù)和防拷貝等。UCON模型主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源安全性預(yù)防的目標(biāo),防止零安全操作的發(fā)生。

5 UCON的優(yōu)點(diǎn)及不足

UCON實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)訪問(wèn)控制,信任管理,以及數(shù)字版權(quán)管理并引入了授權(quán)的連續(xù)性、屬性的易變性、義務(wù)、條件等諸多概念,將多個(gè)因素繼承到統(tǒng)一的框架中來(lái)克服傳統(tǒng)訪問(wèn)控制模型的不足,用一種統(tǒng)一的、系統(tǒng)化的方式來(lái)刻畫(huà)現(xiàn)代訪問(wèn)控制和數(shù)字權(quán)限管理[4]。

UCON雖然從理論上解決了以往訪問(wèn)控制中存在的問(wèn)題且具有很好的理論模型。但是目前的研究大多集中在理論層面,面向應(yīng)用的研究不足,未能給出UCON應(yīng)用的具體模型,以及針對(duì)具體問(wèn)題的解決方案。文獻(xiàn)[5]中給出了采用動(dòng)態(tài)描述邏輯對(duì)UCON模型在面向?qū)嶋H應(yīng)用建模方面進(jìn)行系統(tǒng)化的邏輯表述與推理的實(shí)例。

6 結(jié)論

UCON不僅集合了傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制、信任管理以及數(shù)字版權(quán)管理,并且超越了它們的定義和范圍,能更好地滿足現(xiàn)代信息系統(tǒng)對(duì)數(shù)字資源的保護(hù)要求。一定程度上說(shuō),UCON模型用系統(tǒng)的方式提供了一個(gè)保護(hù)數(shù)字資源的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的框架,為研究下一代訪問(wèn)控制提供了新思路,被認(rèn)為是當(dāng)前很具有潛力的訪問(wèn)控制技術(shù)。

該文主要介紹了-UCON模型,包括UCON核心模型的組成要素、UCONABC模型、UCON的新特性以及使用范圍等。UCON在各類信息安全系統(tǒng)中有著良好的應(yīng)用前景,但是在實(shí)際應(yīng)用中還存在不足,還有待在應(yīng)用中做進(jìn)一步的探索。

參考文獻(xiàn):

[1] Park J,Sandhu R.Towards usage control models: beyond traditional access control[C].ACM Symposium on Acesscontrol Models and Technologies,2002,2(3):57-64.

[2] JaehongPark,XinwenZhang,Ravi Sandhu.ATTRIBUTE MUTABILITY IN USAGE CONTROL.GeorgeMasonUniversity,2005.

[3] 聶麗平.基于UCON訪問(wèn)控制模型的分析與研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2006.

[4] 袁磊.使用控制模型的研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2005,31(12):146-148.

[5] 田光輝.使用控制理論及應(yīng)用研究[D].西安:西北大學(xué),2008.