RBAC模型的權(quán)限管理子系統(tǒng)的設(shè)計

陽斌 劉青銀

引言：本文在對計算機管理系統(tǒng)進行概述的基礎(chǔ)上，對RBAC模型進行簡要分析，從而對RBAC模型的權(quán)限管理子系統(tǒng)的設(shè)計方式進行具體研究。

RBAC模型在信息化的權(quán)限管理中具有突出重要的作用，通過RBAC模型，能夠?qū)ο到y(tǒng)使用者的訪問、操作等程序進行更加合理、安全的權(quán)限設(shè)定控制工作。

一、 計算機管理系統(tǒng)概述

計算機管理系統(tǒng)作為人機交互系統(tǒng)具有特殊復(fù)雜性，每一處系統(tǒng)環(huán)節(jié)均可能遭受安全威脅。因此，建立強化的權(quán)限管理體系，能夠合理保證系統(tǒng)管理的安全性。現(xiàn)階段，RBAC模型具備相對完善的理論根基，同時在權(quán)限管理方面也具有靈活快捷的特點，在提出后一直受到業(yè)內(nèi)重視，并在權(quán)限管理中被大范圍使用。RBAC的核心理念即是將權(quán)限對角色進行分配，用戶被賦予身份角色后，即擁有相對應(yīng)的權(quán)限。

二、 基于RBAC的模型

RBAC在1992年被正式提出，在1996年，喬治麻省大學(xué)的Sandhu教授設(shè)計出RBAC96模型，并被業(yè)內(nèi)當作經(jīng)典模型而廣泛利用。RBAC96作為模型族，其中的RBAC3具有綜合性，主要包括四個實體即role、user、permission、session，四種關(guān)系即Permission assignment、User assignment、Role hierarchy、Constraints，和兩種映射即用戶對用會話和會話對應(yīng)角色[1]。

使用RBAC模型的最大優(yōu)勢在于能夠?qū)⒂脩襞c用戶擁有的權(quán)限進行分離，管理員需要把用戶授權(quán)和用戶權(quán)限進行合理劃分從而分別處理，把權(quán)限授予相應(yīng)角色，并將授予的角色交給用戶，從而完成授權(quán)的相應(yīng)操作。如圖1為RBAC訪問權(quán)限控制模型[2]。

圖1RBAC訪問權(quán)限控制模型

RBAC模型族中的RBAC0定義能夠構(gòu)成RBAC權(quán)限控制系統(tǒng)的最小元素集合。在RBAC模型中，具有users、roles、objects、operations、permissions五個基本的數(shù)據(jù)元素，權(quán)限賦予在角色部分，而不是直接賦予用戶。而當角色制定給對應(yīng)的使用者是，使用者將擁有角色所具有的權(quán)限。同時，一個使用者可以對應(yīng)多個角色，而一個角色也可以由多個使用者共享，類似人類顯示生活中具有的多重身份角色。Sessions為激活角色和使用者集合間的映射，本質(zhì)感念類似傳統(tǒng)意義中訪問控制機制中主體標記[3]。一個主體即為一個訪問控制的單位，相同道理，一個使用者能夠在同一時間內(nèi)包含多個具有不同權(quán)限的主體。RBAC0相比于傳統(tǒng)的訪問控制，具有更加優(yōu)異的間接靈活性，每一個角色至少能夠具有一個權(quán)限。其后的RBAC1、RBAC2以及RBAC3均是在RBAC0的基礎(chǔ)上擴展形成的。

RBAC模型中，使用者、角色與控制對象三個要素的關(guān)系能夠抽象出來，單個用戶和角色可以統(tǒng)一看待為主體，而所有資源則能夠統(tǒng)一看作為客體，同時再算上操作，這樣三種元素下，主體對客體就具有了相應(yīng)的操作權(quán)限。這樣能夠相對容易地對許多問題進行解決，授權(quán)進程中，需要將使用者、角色等權(quán)限進行清晰的表述[4]。

三、 RBAC模型的權(quán)限管理子系統(tǒng)設(shè)計

1. 系統(tǒng)需求

權(quán)限管理旨在對使用者進行身份識別和相關(guān)權(quán)限的維護，也能夠完成使用者對資源操作的控制。此外，當用戶以某一個角色登陸系統(tǒng)時，系統(tǒng)需要對他在每個資源中的操作進行監(jiān)控，從而判斷該使用者是否具備對應(yīng)權(quán)限，如果使用者確實具備，那么允許施行，否則對其操作進行阻止。依據(jù)RBAC模型相關(guān)理論，權(quán)限管理子系統(tǒng)具有需求有：第一，權(quán)限管理的子系統(tǒng)需要對進行非系統(tǒng)資源訪問的使用者進行身份識別認證，切實對使用者的權(quán)限進行判斷，例如密碼輸入方面試行三次錯誤鎖定的設(shè)置；第二，權(quán)限管理子系統(tǒng)需要作為資源管理的核心控制系統(tǒng)，重點需要強化用戶使用模塊的配置工作；第三，權(quán)限管理的子系統(tǒng)需要保證操作的靈活簡潔，保證具有不同計算機操作水平的使用者均能夠較為熟練地進行操作；第四，權(quán)限管理的子系統(tǒng)應(yīng)該具備相應(yīng)的高效和安全性，保證系統(tǒng)資源的安全，防止惡意程序入侵，保證系統(tǒng)資源的完整性。

2. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

權(quán)限管理的子系統(tǒng)可分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、持續(xù)層、數(shù)據(jù)層。其中表現(xiàn)層選取穩(wěn)定框架，使用穩(wěn)定的框架對系統(tǒng)進行處理工作從而切實減少工作運轉(zhuǎn)的數(shù)量[5]。同時，基于方便擴展的原則，需要設(shè)計工作形式的基礎(chǔ)形式以及工作基類的基礎(chǔ)活動?；A(chǔ)形式類繼承工作形式，基礎(chǔ)活動類繼承處理活動類，與其相關(guān)的活動類則要繼承基礎(chǔ)形式類從而完成業(yè)務(wù)相關(guān)功能。

業(yè)務(wù)層使用Fa?ade方式，對所有的業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)操作進行封裝，從而為調(diào)用表現(xiàn)層提供便利。持續(xù)層則使用應(yīng)用范圍較廣的ORM框架Hibernate，從而合理將對象與關(guān)系的一系列數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換?？梢允褂梅庋b所通用的泛用性Dao接口中的Dao形式，保證數(shù)據(jù)操作的持久化。Hibernate可以有效進行Dao接口的實現(xiàn)工作。數(shù)據(jù)層則使用關(guān)系類數(shù)據(jù)庫，并通過Hibernate框架形成對象相互管理的映射機制。

3. 業(yè)務(wù)設(shè)計

系統(tǒng)業(yè)務(wù)的實體在內(nèi)存當中能夠變現(xiàn)成實體域的對象，而在數(shù)據(jù)庫中則表現(xiàn)成關(guān)系數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)實體的有效實現(xiàn)需要做到設(shè)計、創(chuàng)建與模型的實體和設(shè)計關(guān)系的數(shù)據(jù)模型兩大方面的具體內(nèi)容。其中，實體域模型中實體間的相應(yīng)關(guān)系如表1所示：

表1實體域模型中實體間關(guān)系

實體 關(guān)系

用戶與角色 雙向多對多

用戶組與角色 雙向多對多

角色與權(quán)限 雙向多對多

權(quán)限與資源 單向多對一

權(quán)限與操作 單向多對一

關(guān)系模型中，描述對象的屬性與方式的JAVA類如表2所示：

描述對象 JAVA類

詳用戶信息 User

詳細用戶組信息 User Group

詳細角色信息 Role

詳細資源信息 Resources

詳細操作信息 Operation

詳細權(quán)限信息 Permissions

4. 功能設(shè)計

權(quán)限管理子系統(tǒng)中，登錄認證與角色管理兩個模塊具有提出作用。其中，登錄認證的模塊能夠允許用戶進入管理系統(tǒng)的通道，運用頁面與服務(wù)器交互作用完成健全的認證工作。與一般的Web管理系統(tǒng)的設(shè)計方案類似，前端需要使用HTML等模式，服務(wù)器方賣弄需要控制業(yè)務(wù)的邏輯性，數(shù)據(jù)庫需要對使用者以及登錄信息進行儲存[6]。

角色管理的模塊主要包括角色信息以及角色信息的相關(guān)操作。針對RBAC模型的具體特點和權(quán)限管理子系統(tǒng)的具體要求，在角色管理模塊的設(shè)計中，應(yīng)該重點考慮角色的分層、互斥、繼承等方面。分層方面，將角色依照層級記性管理，能夠切實對應(yīng)實際的崗位級別，從而滿足系統(tǒng)的相關(guān)需求；互斥方面，互斥的兩個角色必須分開授予兩個使用者，從而抱著個系統(tǒng)的安全資源的完整；繼承方面，擁有子角色的使用者，在父角色所有權(quán)方面，不支持相應(yīng)的角色繼承。

結(jié)束語

RBAC模型的權(quán)限管理子系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)的資源數(shù)據(jù)進行各家合理高效的權(quán)限管理工作，通過具體的系統(tǒng)設(shè)計工作，能夠使權(quán)限管理的子系統(tǒng)更加安全可靠地進行數(shù)據(jù)信息的管理工作。

參考文獻

[1]金鑫.RBAC權(quán)限管理模型在營業(yè)廳聯(lián)播系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].北京:北京郵電大學(xué)，2012.

[2]張瑞卿，舒堅，蔡柯等.改進的基于組織結(jié)構(gòu)的 RBAC 模型[J].計算機工程與設(shè)計, 2011（23）.

[3]王振江，劉強.基于 RBAC 的擴展訪問控制模型[J].計算機工程與應(yīng)用，2011（07）.

[4]周志烽，王晶.基于 RBAC 的安全管理模塊的設(shè)計和實現(xiàn)[J].典型工程技術(shù)與標準化. 2011（10）.

[5]陳丹丹.基于 RBAC 的權(quán)限管理組件的設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢: 武漢理工大學(xué)，2013.

[6]任中方，張華，閆明松.MVC 模式研究的綜述[J].計算機應(yīng)用研究，2013.