基于ASP.NET的項(xiàng)目管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全模式研究

李愛軍

（蘇州職業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)工程系 蘇州 215104）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益普及和各行各業(yè)基于網(wǎng)絡(luò)的信息化的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的安全性問題因其特殊的重要性成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)話題之一。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)用戶多，功能復(fù)雜，一般采用基于角色權(quán)限的訪問控制模型，而ASP.NET技術(shù)從驗(yàn)證（認(rèn)證）、授權(quán)和扮演（模擬）3個(gè)層次上為網(wǎng)絡(luò)提供了良好的安全機(jī)制。

項(xiàng)目管理系統(tǒng)為企業(yè)提供了功能強(qiáng)大的項(xiàng)目管理平臺(tái)，旨在幫助企業(yè)成功完成所進(jìn)行的所有項(xiàng)目。但是跟其他網(wǎng)站一樣，面臨著一個(gè)重要的安全問題。保證項(xiàng)目管理平臺(tái)的安全是項(xiàng)目管理系統(tǒng)正常運(yùn)營的重要前提。

一、系統(tǒng)的安全需求分析

項(xiàng)目管理系統(tǒng)的安全威脅主要來自于以下幾個(gè)方面。

1、來自數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)本身的威脅

由于項(xiàng)目管理系統(tǒng)是一個(gè)大型事務(wù)處理系統(tǒng)，其采用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。所以應(yīng)當(dāng)防止系統(tǒng)崩潰（包括OS和DBMS）和重新啟動(dòng)，避免內(nèi)存的數(shù)據(jù)丟失而使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的完整性遭到破壞。

2、來自項(xiàng)目管理系統(tǒng)內(nèi)部人員對整個(gè)系統(tǒng)的威脅

因?yàn)槭褂孟到y(tǒng)的用戶很多，每個(gè)用戶所完成的工作是不一樣的，即分配給每個(gè)用戶的權(quán)限是不同的，某些用戶就有可能以合法身份進(jìn)行非授權(quán)操作。

3、應(yīng)當(dāng)防止外部人員（如黑客）、或其它因素對整個(gè)系統(tǒng)的威脅

這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

■系統(tǒng)是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，所以就難免存在攻擊者利用某個(gè)合法用戶的身份登錄系統(tǒng)進(jìn)行“假冒攻擊”。

■攻擊者為了騙取某合法用戶的身份和登錄密碼，可能會(huì)采取“主頁”欺騙。

■系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的處理都是通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，如何保證信息的接收（發(fā)送）者不能否認(rèn)曾經(jīng)接收（發(fā)送）過某信息也是系統(tǒng)面臨的一個(gè)安全問題。

二、安全技術(shù)描述

1、基于角色權(quán)限的訪問控制（RBAC）

RBAC（Role-Base Access Control），在系統(tǒng)的應(yīng)用層安全控制中起非常重要的作用。RBAC的核心思想就是將訪問權(quán)限與角色相聯(lián)系，通過給用戶分配適合的角色，從而使用戶與訪問權(quán)限相聯(lián)系。角色是根據(jù)企業(yè)內(nèi)為完成各種不同的任務(wù)需要設(shè)置的特定的任務(wù)范疇，系統(tǒng)根據(jù)用戶在企業(yè)中的職責(zé)和責(zé)任來設(shè)定他們的角色。用戶可以在角色間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2、ASP.NET的安全技術(shù)

（1）驗(yàn)證（Authentication）

驗(yàn)證是對請求信息的用戶進(jìn)行身份識別。ASP.NET身份列表中的驗(yàn)證是通過驗(yàn)證提供程序來實(shí)現(xiàn)，其中包含對來自客戶的請求進(jìn)行驗(yàn)證的代碼模塊。

ASP.NET提供了ASP.NET自身和ASP.NET+IIS兩大類驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)形式。它不僅支持微軟的Passport驗(yàn)證服務(wù)，還單方面提供簽到服務(wù)和用戶描述服務(wù)；而且還提供了cookies幫助建立一種基于用戶Forms的驗(yàn)證方式。通過cookies用戶的應(yīng)用程序可以用自己的代碼和邏輯實(shí)現(xiàn)用戶定義的可信性驗(yàn)證。ASP.NET提供了三種認(rèn)證用戶的方法，每一種都是通過一個(gè)獨(dú)立的認(rèn)證提供程序?qū)崿F(xiàn)的Windows，F(xiàn)orms和Passport。接下來將介紹這些認(rèn)證方法。

①Windows認(rèn)證

請求ASP.NET時(shí)，客戶首先遇到的是微軟的WEB服務(wù)器IIS。此時(shí)IIS將對用戶進(jìn)行認(rèn)證，或?qū)⒃摴ぷ鹘唤o服ASP.NET應(yīng)用程序；當(dāng)IIS處理認(rèn)證工作時(shí)，它可以直接與操作系統(tǒng)通信，對用戶的證件進(jìn)驗(yàn)證。

②表單認(rèn)證

在ASP.NET中，可以選擇由ASP.NET應(yīng)用程序（而不是IIS）通過表單進(jìn)行認(rèn)證，這讓用戶對站點(diǎn)的認(rèn)證方案有更大的控制權(quán)，可以將用戶的證件存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫或XML文件中，而不是Windows系統(tǒng)中。

③Passport認(rèn)證

Passport認(rèn)證是微軟公司提供的一種集中式認(rèn)證服務(wù)。其工作原理與表單認(rèn)證非常相似，只是無須創(chuàng)建任何自定義的功能。這兩種方法都在客戶端創(chuàng)建認(rèn)證cookie。使用Passport認(rèn)證時(shí)，用戶將被重定向到Passport登錄頁面，讓用戶填寫表單，該表單將通過微軟的Passport服務(wù)來檢查用戶的證件，以確定用戶是否合法。然后像表單認(rèn)證一樣設(shè)置一個(gè)認(rèn)證cookie。Passport認(rèn)證服務(wù)并不創(chuàng)建認(rèn)證cookie，這項(xiàng)工作是由原來的Web服務(wù)器來完成的。

（2）授權(quán)（Authorization）

授權(quán)是安全系統(tǒng)提供的又一項(xiàng)重要功能，旨在確定通過驗(yàn)證的用戶可訪問哪些資源。ASP.NET提供了兩種授權(quán)方式即基于ACL資源權(quán)限的授權(quán)方式和URL授權(quán)。

（3）扮演（Impersonation）

扮演能夠讓ASP.NET通過運(yùn)行客戶程序的用戶身份來執(zhí)行頁面。如果用戶以某一身份通過授權(quán)，那么ASP.NET將會(huì)根據(jù)該用戶的權(quán)限來限制或拒絕其對資源的訪問。

（4）安全通信（Secure Communication）

許多應(yīng)用程序跨網(wǎng)絡(luò)在終端用戶和中間的應(yīng)用程序節(jié)點(diǎn)之間，來回傳遞機(jī)密數(shù)據(jù)。機(jī)密數(shù)據(jù)可能包括用于身份驗(yàn)證的憑據(jù)，或者是諸如信用卡號碼或銀行事務(wù)處理細(xì)節(jié)等數(shù)據(jù)。為防止出現(xiàn)不希望發(fā)生的信息泄露以及保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被非法修改，對通信端點(diǎn)之間的信道必須加以保護(hù)。

3、數(shù)據(jù)庫保護(hù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)通過SQLServer 2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的安全賬戶認(rèn)證控制用戶對服務(wù)器的連接，使用數(shù)據(jù)庫用戶和角色等限制用戶對數(shù)據(jù)庫的訪問。項(xiàng)目管理系統(tǒng)創(chuàng)建了不同用戶賬戶、角色以及分別授予不同的權(quán)限。

三、基于ASP.NET的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)基于Windows2000 Server操作系統(tǒng)，采用ASP.NET實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫的連接，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫為SQL sever2000系統(tǒng)，以.net為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)采用B/S的三層架構(gòu)。系統(tǒng)利用ASP.NET部署B(yǎng)/S的三層架構(gòu)，三層是由表示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層組成。表示層就是利用瀏覽器為客戶提用服務(wù)的圖形界面，負(fù)責(zé)直接跟用戶進(jìn)行交互；業(yè)務(wù)層位于表示層和數(shù)據(jù)層之間，由應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯功能；數(shù)據(jù)層是三層中的最底層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問。每層的功能非常清晰，層與層之間不能跨越，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，而是通過COM/DCOM通訊與業(yè)務(wù)層建立連接，業(yè)務(wù)層經(jīng)過ADO.NET實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，實(shí)現(xiàn)了顯示、數(shù)據(jù)、邏輯的分開，減少了耦合度，更加靈活，適于維護(hù)。

ASP.NET在網(wǎng)頁中使用基于事件的處理，表示層的頁面代碼和后臺(tái)的代碼分離，系統(tǒng)采用C#作為后臺(tái)代碼的語言。.NET中可以方便地實(shí)現(xiàn)組件的裝配，后臺(tái)代碼通過命名控件可以方便地使用自己定義的組件。表示層放在ASP.NET頁面中，數(shù)據(jù)庫操作和業(yè)務(wù)邏輯用組件來實(shí)現(xiàn)，這樣就很方便地實(shí)現(xiàn)了三層架構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)減少了入口點(diǎn)，減少了由于客戶端被破壞而給數(shù)據(jù)庫帶來損失的風(fēng)險(xiǎn)，保證了系統(tǒng)的安全。

四、系統(tǒng)安全性的具體實(shí)現(xiàn)

針對項(xiàng)目管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程，為保證在整個(gè)項(xiàng)目管理過程中信息的完整性和保密性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須采取如下的安全措施。

項(xiàng)目管理系統(tǒng)采用的是由ASP.NET應(yīng)用程序通過表單進(jìn)行身份認(rèn)證。通過這種方法，用戶被引導(dǎo)到系統(tǒng)所提供的一個(gè)登陸表單，通過該表單，用戶可以提供其證件，如果被認(rèn)可，則可以繼續(xù)進(jìn)行管理工作，否則活動(dòng)被取消，頁面將重新定位到用戶登陸界面。圖1說明了本系統(tǒng)中采用的表單認(rèn)證過程。

圖1 表單認(rèn)證過程

整個(gè)過程的步驟如下：

1、戶向站點(diǎn)請求被保護(hù)的頁面。

2、如果請求沒有包含有效的認(rèn)證Cookie，Web服務(wù)器將把用戶重定向到web.config文件中Authentication標(biāo)簽的login-URL屬性中指定的URL，該URL包含一個(gè)供用戶登陸的表單。

3、當(dāng)用戶輸入用戶名密碼后，表單將數(shù)據(jù)提交。

4、如果輸入有效，則ASP.NET將在客戶機(jī)上創(chuàng)建一個(gè)認(rèn)證cookie。

這樣，用戶就能夠被重新定向到最初請求的頁面繼續(xù)進(jìn)行管理工作等。以下是代碼片段：

系統(tǒng)利用表單認(rèn)證具有靈活和強(qiáng)大的特性，系統(tǒng)擴(kuò)充時(shí)所有新增的頁面代碼都會(huì)受到保護(hù)，不必為每個(gè)文件增加保護(hù)代碼。而且認(rèn)證的過程完全可以由系統(tǒng)定制，可以任意加入認(rèn)證策略。通過上述的安全性設(shè)計(jì)，確保項(xiàng)目管理系統(tǒng)更穩(wěn)定、安全、柔性更好。

項(xiàng)目管理系統(tǒng)如果統(tǒng)一采用Internet進(jìn)行連接，由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有相當(dāng)多的安全漏洞，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安全防護(hù)也十分脆弱，系統(tǒng)將承受巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)黑客可能會(huì)滲入系統(tǒng)，盜竊數(shù)據(jù)或惡意破壞記錄。項(xiàng)目管理系統(tǒng)內(nèi)部使用者也可能會(huì)有意或無意地將數(shù)據(jù)泄露出去。所以，本系統(tǒng)使用內(nèi)外網(wǎng)相結(jié)合的架構(gòu)，項(xiàng)目管理系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)作在局域網(wǎng)中進(jìn)行，外部的宣傳和服務(wù)在Internet網(wǎng)中進(jìn)行。

在該系統(tǒng)中，對于項(xiàng)目組的一每個(gè)用戶設(shè)置了不同的系統(tǒng)角色。系統(tǒng)根據(jù)不同的項(xiàng)目組中不同角色的人設(shè)置不同的權(quán)限。項(xiàng)目管理員具有最高權(quán)限、其他用戶的權(quán)限由項(xiàng)目管理設(shè)定，并可動(dòng)態(tài)修改，以適應(yīng)項(xiàng)目管理的需要。

在項(xiàng)目管理系統(tǒng)內(nèi)部，系統(tǒng)的管理員對項(xiàng)目管理系統(tǒng)內(nèi)部人員根據(jù)他們身份的不同賦予不同的角色，針對不同的角色，賦予他們不同的權(quán)限。由于整個(gè)系統(tǒng)被分為不同的功能模塊，所以一個(gè)權(quán)限就代表著對某個(gè)模塊或者某個(gè)模塊的一部分的可操作性。因此每個(gè)用戶根據(jù)他們角色，具有對應(yīng)模塊的操作權(quán)限，不允許操作非授權(quán)的模塊。通過這種授權(quán)訪問的方式保證了項(xiàng)目管理系統(tǒng)不會(huì)被非法訪問和越權(quán)操作。圖2為系統(tǒng)角色管理。

圖2 系統(tǒng)角色管理

總之，系統(tǒng)為管理員提供了一個(gè)功能全面的管理平臺(tái)，管理員能夠方便地對角色、權(quán)限等進(jìn)行管理，信息更新、維護(hù)等工作則全部由系統(tǒng)的普通用戶完成。通過系統(tǒng)和項(xiàng)目權(quán)限管理，可以同時(shí)保證系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的安全性，使得具有不同權(quán)限的用戶只能使用相應(yīng)的系統(tǒng)功能、瀏覽或維護(hù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

五、結(jié)束語

系統(tǒng)為管理員提供了一個(gè)功能全面的管理平臺(tái)，管理員能夠方便地對角色、權(quán)限等進(jìn)行管理，信息更新、維護(hù)等工作則全部由系統(tǒng)的普通用戶完成。通過系統(tǒng)和項(xiàng)目權(quán)限管理，可以同時(shí)保證系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的安全性，使得具有不同權(quán)限的用戶只能使用相應(yīng)的系統(tǒng)功能、瀏覽或維護(hù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。本文對系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了需求分析后，詳細(xì)介紹了兩種安全技術(shù)：基干角色權(quán)限的訪問控制和ASP.NET的安全技術(shù)。并把這兩種安全技術(shù)在本系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn)。

本文對采用基于ASP.NET構(gòu)建的B/S結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)的安全模式設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，這種基于W eb的應(yīng)用系統(tǒng)的安全體系設(shè)計(jì)相對于傳統(tǒng)的C/S模式.既要考慮數(shù)據(jù)訪問的安全，又要考慮網(wǎng)絡(luò)的安全。Web開發(fā)平臺(tái)ASP.NET的安全訪問機(jī)制使得Web的安全性和可靠性得到了基本的保障。采用B/S的三層架構(gòu)，將顯示層、中間層、數(shù)據(jù)層在邏輯上相互獨(dú)立，減少了禍合度，保證了系統(tǒng)的安全。采用了身份驗(yàn)證、權(quán)限控制訪問數(shù)據(jù)庫等多種安全策略保證了數(shù)據(jù)的安全。限制了網(wǎng)絡(luò)的入侵，最終保障了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

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