科學(xué)數(shù)據(jù)中心資源和用戶訪問控制體系

曹喬卓然，陳祖剛，李國慶，李靜

1. 鄭州大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450052；2. 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100094

0 引言

近年來，隨著科學(xué)研究進(jìn)入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的第四范式，科學(xué)數(shù)據(jù)資源成為國家重要的戰(zhàn)略性支撐資源。為了促進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)資源共享，提高科學(xué)研究的支持保障水平，國內(nèi)外越來越重視科學(xué)數(shù)據(jù)的管理，興建了一大批科學(xué)數(shù)據(jù)中心。例如美國國家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心（National Space Science Data Center，NSSDC）、英國數(shù)字保存中心（Digital Curation Centre，DCC）、英國數(shù)據(jù)檔案（UK Data Archive）中心以及澳大利亞國家數(shù)據(jù)服務(wù)（Australian National Data Service，ANDS）中心等[1]。2019年，我國科學(xué)技術(shù)部和財(cái)政部發(fā)文，成立了國家高能物理科學(xué)數(shù)據(jù)中心、國家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心、國家天文科學(xué)數(shù)據(jù)中心等20個(gè)國家級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)中心，我國海量科學(xué)數(shù)據(jù)管理與共享工作也進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

科學(xué)數(shù)據(jù)中心的興起帶來的不僅僅是各學(xué)科新的發(fā)展機(jī)遇，往往也伴隨著大量科學(xué)數(shù)據(jù)資源的開放共享中較大的安全風(fēng)險(xiǎn)問題。例如，網(wǎng)絡(luò)病毒和黑客肆意侵犯用戶隱私，數(shù)據(jù)資源易泄露、丟失，數(shù)據(jù)安全管理機(jī)制不完善，訪問權(quán)限管理不嚴(yán)密等[2-3]。因而，各國政府普遍非常重視科學(xué)數(shù)據(jù)安全工作，并相繼開展相關(guān)法律法規(guī)的制定工作。2016年，歐盟通過了《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》，討論了數(shù)據(jù)使用者、數(shù)據(jù)管理者及數(shù)據(jù)本體間的關(guān)系，提出要對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行分類[4]。2018年，我國國務(wù)院辦公廳印發(fā)《科學(xué)數(shù)據(jù)管理辦法》，著重強(qiáng)調(diào)了要保障科學(xué)數(shù)據(jù)安全，要求科學(xué)數(shù)據(jù)必須分級(jí)分類管理，從而更好地支撐國家科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國家安全。

保障科學(xué)數(shù)據(jù)安全共享需要構(gòu)建包括系統(tǒng)層面、數(shù)據(jù)層面和服務(wù)層面的科學(xué)數(shù)據(jù)安全框架[5]。對(duì)數(shù)據(jù)、用戶進(jìn)行分類分級(jí)、建立系統(tǒng)訪問權(quán)限控制體系是搭建科學(xué)數(shù)據(jù)安全框架的重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)有序管理與共享的一個(gè)可行的方法。

分類分級(jí)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的基石，是科學(xué)數(shù)據(jù)中心有序管理各項(xiàng)資源的基礎(chǔ)，分類分級(jí)管理極大程度地平衡了數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)開放之間的關(guān)系[6]。分類分級(jí)是將數(shù)據(jù)資源劃分為學(xué)科范疇明確、訪問等級(jí)清晰的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并把使用數(shù)據(jù)的用戶依據(jù)自身的特征劃分為數(shù)據(jù)需求清晰一致的群體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同分類分級(jí)的數(shù)據(jù)和用戶之間的關(guān)聯(lián)匹配，確保合適的數(shù)據(jù)資源被合適的用戶獲取和使用。系統(tǒng)訪問權(quán)限控制是數(shù)據(jù)信息安全防范和保護(hù)的核心策略之一，有效保證了系統(tǒng)資源不被非法使用[7]。系統(tǒng)訪問授權(quán)控制機(jī)制授予合法用戶訪問特定資源的權(quán)限，并拒絕非權(quán)限用戶訪問。系統(tǒng)訪問權(quán)限控制體系的建立降低了系統(tǒng)維護(hù)成本，保障了系統(tǒng)運(yùn)行安全。明確而完整的服務(wù)訪問授權(quán)體系對(duì)于提高數(shù)據(jù)中心的服務(wù)質(zhì)量和優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)具有重要作用。

當(dāng)前，我國各個(gè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心缺乏明確而完善的數(shù)據(jù)和用戶分類分級(jí)體系以及面向數(shù)據(jù)管理和共享服務(wù)系統(tǒng)的訪問權(quán)限控制策略來保障科學(xué)數(shù)據(jù)中心安全、高效地開展科學(xué)數(shù)據(jù)共享工作。本文借鑒國際科學(xué)數(shù)據(jù)共享最新政策，并與我國實(shí)際狀況相結(jié)合，提出了一套完善的面向科學(xué)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)、用戶分類分級(jí)體系和業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問權(quán)限控制策略，并以國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心（National Earth Observation Data Center，NODA）為例，應(yīng)用本文提出的分類分級(jí)體系與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的訪問權(quán)限控制策略，最終形成一個(gè)科學(xué)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有序管理與安全共享服務(wù)平臺(tái)。

1 數(shù)據(jù)共享安全控制方法研究進(jìn)展

在數(shù)據(jù)密集型研究范式背景下，國內(nèi)外科學(xué)數(shù)據(jù)中心十分重視海量數(shù)據(jù)開放共享過程中面臨的安全問題，展開了相關(guān)研究，提出了一系列保障科學(xué)數(shù)據(jù)安全共享的方法和政策，并進(jìn)行了實(shí)踐。

美國國家海洋與大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）鼓勵(lì)以進(jìn)一步分析或重用的形式提供數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)必須以機(jī)器可讀的格式編碼，最好使用現(xiàn)有的開放格式標(biāo)準(zhǔn)；必須充分記錄數(shù)據(jù)，最好使用開放元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)NOAA信息質(zhì)量指南，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，并在元數(shù)據(jù)中引用質(zhì)量控制過程和結(jié)果的描述。世界數(shù)據(jù)系統(tǒng)（World Data System，WDS）通過在工作流中使用持久標(biāo)識(shí)符實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)訪問與引用，從而完成對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的保護(hù)與控制。國際地球觀測組織（Group on Earth Observations，GEO）提出了地球觀測數(shù)據(jù)的免費(fèi)且不限制重復(fù)使用、不超過復(fù)制和分發(fā)成本的情況下提供、最短時(shí)間提供3項(xiàng)共享原則，該原則已經(jīng)被國際社會(huì)和各國政府廣泛接受。中國國家海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心（National Marine Data Center，NMDC）將用戶劃分為普通用戶、個(gè)人認(rèn)證用戶和單位認(rèn)證用戶3種類型，并規(guī)定了各類別用戶可瀏覽、檢索和收藏下載指定海洋數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的范圍以及單日數(shù)據(jù)訂單下載規(guī)模。中國國家微生物科學(xué)數(shù)據(jù)中心（National Microbiology Data Center，NMDC）制定了數(shù)據(jù)庫訪問協(xié)議，將數(shù)據(jù)訪問權(quán)限分為完全公開和協(xié)議公開兩種類型，并規(guī)定了不同類型用戶對(duì)數(shù)據(jù)訪問與使用的許可條件。國家基礎(chǔ)學(xué)科公共科學(xué)數(shù)據(jù)中心面向科學(xué)數(shù)據(jù)資源的組織管理與資源發(fā)現(xiàn)，發(fā)展了基于元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢索、基于語義網(wǎng)的查詢、關(guān)聯(lián)擴(kuò)展以及基于用戶行為分析的相關(guān)度修正4項(xiàng)新增的科學(xué)數(shù)據(jù)資源建設(shè)與服務(wù)規(guī)范。

當(dāng)下，國際通用的數(shù)據(jù)授權(quán)許可協(xié)議是知識(shí)共享協(xié)議（creative commons license，又稱CC協(xié)議）。它是一種創(chuàng)作授權(quán)方式，允許作者選擇不同的授權(quán)條款和參考不同國家著作權(quán)法制定相應(yīng)的版權(quán)協(xié)議。該協(xié)議的適用范圍非常廣泛，兼容性較強(qiáng)，適用于多種形式的數(shù)據(jù)資料，是開放數(shù)據(jù)應(yīng)用非常理想的許可協(xié)議。截至2016年，全球已有50多個(gè)國家基于CC協(xié)議發(fā)布了基于各國國情的不同版本，應(yīng)用CC國際通用版本許可協(xié)議的國家包括美國、英國、澳大利亞、加拿大等國家[8]。

由此可見，國內(nèi)外的科學(xué)數(shù)據(jù)中心僅僅對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)安全共享框架中的數(shù)據(jù)分類分級(jí)、訪問權(quán)限控制、數(shù)據(jù)政策制定的某一方面或者某一個(gè)具體的技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了研究，其保障數(shù)據(jù)安全的策略和技術(shù)都是獨(dú)立的，缺少將三者統(tǒng)一為一個(gè)整體的系統(tǒng)性解決方案。科學(xué)數(shù)據(jù)共享是一個(gè)涉及數(shù)據(jù)生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、管理、共享和應(yīng)用的全生命周期流程，單方面或者單個(gè)技術(shù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)安全保障措施難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)的安全開放共享。因而，各個(gè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心迫切需要科學(xué)數(shù)據(jù)安全共享的系統(tǒng)性操作方案，并將其實(shí)際應(yīng)用到日常工作中。

2 科學(xué)數(shù)據(jù)資源分級(jí)體系

資源分級(jí)是采用明確的、規(guī)范的方法，區(qū)分資源的敏感性和重要程度差異，從而確定資源的級(jí)別[9]。合理的資源分級(jí)能夠保證在符合法律法規(guī)和監(jiān)管要求的前提下，對(duì)最關(guān)鍵和最有價(jià)值的資源采取最高級(jí)別的防護(hù)，同時(shí)減少不必要的投入[10]。數(shù)據(jù)的分級(jí)規(guī)則是客觀并可以被校驗(yàn)的，即通過數(shù)據(jù)自身的屬性和分級(jí)規(guī)則就可以判定其等級(jí)，已經(jīng)分級(jí)的數(shù)據(jù)也是可以復(fù)核和檢查的。

科學(xué)數(shù)據(jù)資源是科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)容和結(jié)果。我國科學(xué)數(shù)據(jù)共享需要考量的因素有：數(shù)據(jù)資源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)資源的分發(fā)、數(shù)據(jù)資源的演繹、數(shù)據(jù)資源的溯源、數(shù)據(jù)資源可否開放共享給國外用戶等。

數(shù)據(jù)資源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要是指數(shù)據(jù)資源的作者對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的申明和要求情況，即數(shù)據(jù)資源是否可以共享、共享的人員范圍、數(shù)據(jù)資源可否供商業(yè)使用、使用數(shù)據(jù)是否需要引用和申明作者的貢獻(xiàn)等。數(shù)據(jù)資源的分發(fā)主要是指數(shù)據(jù)資源能否由數(shù)據(jù)所有者以外的人提供給其他人，以及數(shù)據(jù)資源可否再分發(fā)等。數(shù)據(jù)資源的演繹主要是指是否允許用戶對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行更改，以及更改以后的再發(fā)布權(quán)限要求等。數(shù)據(jù)資源的溯源主要指是否需要記錄數(shù)據(jù)資源被誰在何種目的下使用等。數(shù)據(jù)資源可否開放共享給國外用戶主要體現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)中心的國際化應(yīng)用水平。

綜合考慮這幾個(gè)方面，同時(shí)盡量與國際通用的CC協(xié)議相對(duì)應(yīng)，本文將科學(xué)數(shù)據(jù)資源劃分為6個(gè)級(jí)別，即無限制訪問、無差別訪問、公益性訪問、商業(yè)性訪問、受邀訪問、業(yè)主訪問。不同級(jí)別的資源建立了相應(yīng)的等級(jí)描述標(biāo)識(shí)，并用不同的分級(jí)代碼表示。表1展示了資源的具體分級(jí)情況和資源分級(jí)代碼，并列出了各級(jí)資源所對(duì)應(yīng)CC協(xié)議中的資源級(jí)別。

表1 本文提出的科學(xué)數(shù)據(jù)資源分級(jí)體系

（1）無限制訪問（R0）

無限制訪問資源是完全開放、無任何訪問權(quán)限限制的資源，對(duì)應(yīng)于CC協(xié)議中的CC-BY-SA類型資源。此資源安全防護(hù)等級(jí)最低，任何用戶（甚至無須注冊）都可以查詢、使用、下載和傳播該資源，并可用于商業(yè)目的。用戶還可以對(duì)該級(jí)別資源進(jìn)行二次修改，修改后的資源需要以相同的授權(quán)方式予以共享，共享時(shí)需要注明數(shù)據(jù)的所有者。

（2）無差別訪問（R1）

無差別訪問資源是對(duì)外開放性比較強(qiáng)的資源，對(duì)應(yīng)于CC協(xié)議中標(biāo)注為CC-BYNC-SA的授權(quán)許可的資源。國外注冊用戶具有訪問此級(jí)別資源的權(quán)限，可以查詢、使用、下載或傳播該資源。此資源不可用于商業(yè)目的，但可以進(jìn)行二次修改，修改后的資源需要以相同的授權(quán)方式予以共享，共享時(shí)需要注明數(shù)據(jù)所有者。

（3）公益性訪問（R2）

公益性訪問資源對(duì)應(yīng)于CC協(xié)議中標(biāo)注為CC-BY-NC-SA的授權(quán)許可的資源。該資源主要供國內(nèi)實(shí)名制注冊用戶使用，用戶可以查詢、使用、下載或傳播該資源，不可用于商業(yè)目的，但可以進(jìn)行修改。修改后的資源需要以相同的授權(quán)方式予以共享，共享時(shí)需要注明數(shù)據(jù)所有者。

（4）商業(yè)性訪問（R3）

商業(yè)性訪問資源是具有商業(yè)性質(zhì)的資源類別，對(duì)應(yīng)于CC協(xié)議中標(biāo)注為CC-BYSA的授權(quán)許可的資源。該資源主要面向國內(nèi)注冊用戶開放共享，用戶可以查詢、使用、下載或傳播該資源，并用于商業(yè)目的。用戶可以對(duì)該資源進(jìn)行修改，修改后的資源需要以相同的授權(quán)級(jí)別予以共享，共享時(shí)需要注明數(shù)據(jù)所有者。

（5）受邀訪問（R4）

此類資源對(duì)應(yīng)于CC協(xié)議中標(biāo)注為CCBY-NC-ND的授權(quán)許可。原則上僅限受邀請和授權(quán)的用戶查詢、使用、下載或傳播該資源，不可將其用于商業(yè)目的，不可對(duì)其進(jìn)行修改。國內(nèi)注冊用戶如需要獲取該級(jí)別資源，必須提出附加授權(quán)申請，審核通過后方可訪問。

（6）業(yè)主訪問（R5）

此類資源是本分級(jí)體系中受限最多的資源。一般情況下，僅限資源的所有人或授權(quán)管理人查詢、使用、下載或傳播該資源。該資源可用于商業(yè)目的，也可以修改，共享時(shí)需要注明數(shù)據(jù)所有者。國內(nèi)注冊用戶如需要獲取此類資源，必須提出附加授權(quán)申請，審核通過后方可訪問。

3 用戶分類體系

作為數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)開展主體和服務(wù)受眾，用戶在科學(xué)數(shù)據(jù)生命周期各個(gè)階段中起著重要作用。然而，面對(duì)龐大的國內(nèi)外用戶群體，若數(shù)據(jù)中心對(duì)用戶缺少有效而統(tǒng)一的分類和控制，對(duì)用戶訪問權(quán)限不加限制，勢必影響用戶數(shù)據(jù)使用體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全。根據(jù)不同的用戶屬性或特征對(duì)用戶進(jìn)行分類，可以解決此類問題。用戶的多維細(xì)分可以更好地管理用戶，實(shí)現(xiàn)有效的用戶行為控制、合理的服務(wù)資源配置和數(shù)據(jù)安全策略的成功實(shí)施[11]。對(duì)此，本文建立了一種適應(yīng)我國科學(xué)數(shù)據(jù)中心特色的用戶分類體系，并成功應(yīng)用于科學(xué)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際運(yùn)行與服務(wù)過程中。

3.1 用戶分類

對(duì)用戶分類前，首先應(yīng)當(dāng)建立分類準(zhǔn)則[12]?？茖W(xué)數(shù)據(jù)中心用戶的分類就是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)與原則，將用戶歸劃為不同的幾類角色，從而賦予各類角色不同的訪問權(quán)限[13]。所謂角色，就是用戶在系統(tǒng)內(nèi)可執(zhí)行的操作集合，用戶通過角色間接地訪問平臺(tái)資源[14]。用戶角色與訪問權(quán)限相關(guān)聯(lián)，不同的訪問權(quán)限本質(zhì)是不同類別的用戶具備訪問和操作平臺(tái)中不同等級(jí)授權(quán)的數(shù)據(jù)資源與服務(wù)的能力[15]。

數(shù)據(jù)中心的用戶可分為內(nèi)部管理人員和外部使用者。內(nèi)部管理人員的主要職責(zé)是對(duì)各種與數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行管理與操作。外部使用者是訪問數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)、獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的人員。因而，可將數(shù)據(jù)中心中的各種用戶分為管理員用戶與前臺(tái)用戶兩大類。表2展示了本文提出的用戶分類情況和用戶角色與其分類代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2 本文提出的用戶分類體系

3.2 管理員用戶（UA）

在科學(xué)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中，管理員用戶是具備科學(xué)數(shù)據(jù)中心管理權(quán)限的后臺(tái)用戶，其大類編碼為UA。根據(jù)管理權(quán)限的優(yōu)先級(jí)別和職責(zé)范圍，又可進(jìn)一步劃分為5個(gè)小類的后臺(tái)管理員用戶角色。

● 頂級(jí)管理員（UA1）：是整個(gè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中權(quán)限最高的用戶角色類別，可對(duì)所有的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面管理。頂級(jí)管理員負(fù)責(zé)后臺(tái)管理系統(tǒng)的整體構(gòu)建，可對(duì)其他后臺(tái)用戶進(jìn)行授權(quán)和管理；擁有分配其他種類用戶的權(quán)限，并負(fù)責(zé)審核用戶身份和處理低權(quán)限用戶的訪問升級(jí)請求。

● 欄目管理員（UA2）：科學(xué)數(shù)據(jù)中心日常業(yè)務(wù)是分塊運(yùn)行的，欄目管理員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心各欄目的后臺(tái)管理工作，可對(duì)欄目操作員用戶進(jìn)行授權(quán)，執(zhí)行流程審核和統(tǒng)計(jì)等操作。

● 欄目操作員（UA3）：是維護(hù)數(shù)據(jù)中心各欄目基本內(nèi)容與功能的主要用戶角色。根據(jù)欄目管理員提供的授權(quán)范圍，對(duì)負(fù)責(zé)的欄目進(jìn)行相關(guān)操作的執(zhí)行。

● 團(tuán)隊(duì)管理員（UA4）：是科學(xué)數(shù)據(jù)中心下屬的分中心或者合作團(tuán)隊(duì)的管理員用戶。職責(zé)是授權(quán)生成團(tuán)隊(duì)操作員用戶，并且負(fù)責(zé)審核團(tuán)隊(duì)操作員提交的團(tuán)隊(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)資源。

● 團(tuán)隊(duì)操作員（UA5）：是為科學(xué)數(shù)據(jù)中心合作團(tuán)隊(duì)專門授權(quán)的用戶角色，負(fù)責(zé)合作團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)上傳與更新，以及處理前臺(tái)用戶提交的數(shù)據(jù)需求訂單。

3.3 前臺(tái)用戶（UB）

前臺(tái)用戶是科學(xué)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際使用者，享有系統(tǒng)提供的各項(xiàng)服務(wù)。前臺(tái)用戶的大類編碼為UB，依據(jù)用戶提供的身份標(biāo)識(shí)信息，將前臺(tái)用戶分為3個(gè)小類的用戶角色。這3類前臺(tái)用戶的區(qū)別主要體現(xiàn)在對(duì)不同等級(jí)的資源訪問和操作能力的差異上。

● 公眾用戶（UB1）：系統(tǒng)的“游客”用戶，無須進(jìn)行注冊與身份驗(yàn)證，也無須進(jìn)行實(shí)名制審核。這是前臺(tái)用戶中權(quán)限最低的角色，僅可訪問標(biāo)識(shí)為無級(jí)別訪問限制的數(shù)據(jù)和服務(wù)等基礎(chǔ)平臺(tái)資源。出于對(duì)系統(tǒng)安全性的考量，該類用戶不可使用數(shù)據(jù)中心的訂單式服務(wù)、實(shí)名制服務(wù)和數(shù)據(jù)上傳匯交服務(wù)等系統(tǒng)服務(wù)。

● 國際注冊用戶（UB2）：是科學(xué)數(shù)據(jù)中心的國外用戶，主要目的是滿足數(shù)據(jù)資源的國際化共享需求。按照我國對(duì)地觀測數(shù)據(jù)共享政策要求，此類用戶僅能訪問無差別和無限制訪問級(jí)別授權(quán)的數(shù)據(jù)和服務(wù)等資源。在數(shù)據(jù)上傳和匯交方面，為了明確上傳數(shù)據(jù)資源的來源，國際注冊用戶必須實(shí)名上傳信息和數(shù)據(jù)。雖然數(shù)據(jù)訪查范圍有所限制，但是國際注冊用戶可以使用大多數(shù)科學(xué)數(shù)據(jù)中心服務(wù)。

● 國內(nèi)注冊用戶（UB3）：這是前臺(tái)用戶中權(quán)限最多也是受眾最廣的角色，可以訪問科學(xué)數(shù)據(jù)中心的無限制訪問、公益性訪問和商業(yè)性訪問資源。主要服務(wù)于國內(nèi)的科學(xué)數(shù)據(jù)用戶，滿足國內(nèi)各個(gè)科研機(jī)構(gòu)和個(gè)人對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)的需求。國內(nèi)注冊用戶需要在數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中實(shí)名注冊，且必須由系統(tǒng)進(jìn)行身份驗(yàn)證。在數(shù)據(jù)匯交方面，用戶還具備上傳資源和數(shù)據(jù)的權(quán)限。

4 用戶訪問權(quán)限控制體系

訪問控制本身是主體對(duì)客體訪問權(quán)限的把控，只要主體通過授權(quán)獲得對(duì)客體的全部或部分訪問權(quán)限，就可以獲得客體信息[16]。一般情況下，所有的系統(tǒng)平臺(tái)都會(huì)設(shè)計(jì)自有的訪問控制體系，作為控制系統(tǒng)權(quán)限的手段。訪問控制的基本任務(wù)是，識(shí)別和確認(rèn)訪問系統(tǒng)的用戶，并決定該用戶可以對(duì)某一系統(tǒng)資源進(jìn)行何種類型的訪問。訪問控制的目標(biāo)是防止對(duì)信息系統(tǒng)資源的非授權(quán)訪問及防止非授權(quán)使用信息系統(tǒng)資源。從本質(zhì)上看，訪問控制體系的主要作用是確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源不會(huì)被非法訪問，保障系統(tǒng)的安全性。

數(shù)據(jù)中心的訪問控制體系（accessing control policy，ACP）包含用戶分類體系、資源分級(jí)體系和服務(wù)訪問授權(quán)體系3個(gè)部分。如圖1所示，以國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心為例，這3個(gè)部分密切相關(guān)、聯(lián)動(dòng)服務(wù)，構(gòu)成一套完整的數(shù)據(jù)資源控制策略框架。在這3個(gè)部分的協(xié)同配合下，數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先定義的訪問控制策略授予用戶不同類別的訪問權(quán)限，從而對(duì)不同等級(jí)的數(shù)據(jù)資源的使用過程進(jìn)行有效控制，完成整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)過程。

圖1 數(shù)據(jù)中心訪問控制體系（以國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心為例）

5 數(shù)據(jù)中心服務(wù)訪問授權(quán)體系

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)是指數(shù)據(jù)中心提供給用戶的各種服務(wù)功能的總稱，包括數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)操作功能等。數(shù)據(jù)中心服務(wù)的訪問授權(quán)通過與用戶角色權(quán)限相關(guān)聯(lián)的證書授權(quán)（certificate authority，CA）來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)可分為后臺(tái)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)和前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都可提供多項(xiàng)服務(wù)，每項(xiàng)服務(wù)又可細(xì)分為若干種子服務(wù)。

5.1 數(shù)據(jù)中心管理業(yè)務(wù)

后臺(tái)管理系統(tǒng)是科學(xué)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的一個(gè)子集，承擔(dān)著數(shù)據(jù)中心的管理和運(yùn)維任務(wù)。一般提供權(quán)限管理、信息發(fā)布管理、訂單審核、平臺(tái)動(dòng)態(tài)4種后臺(tái)管理服務(wù)。

后臺(tái)管理系統(tǒng)中最主要的是權(quán)限管理服務(wù)。權(quán)限管理可分為角色管理和用戶管理兩個(gè)子服務(wù)。角色管理服務(wù)包括3個(gè)操作權(quán)限：用戶角色的新增、修改、刪除。用戶管理服務(wù)操作權(quán)限包括：后臺(tái)及匯交系統(tǒng)用戶新增、修改、刪除以及前臺(tái)用戶新增、修改、停用。后臺(tái)管理系統(tǒng)的使用主體主要是各類管理員用戶，不同類型的管理員用戶在后臺(tái)管理系統(tǒng)中的服務(wù)訪問授權(quán)也有所差別。頂級(jí)管理員（UA1）享有后臺(tái)管理系統(tǒng)中的各項(xiàng)權(quán)限，欄目管理員（UA2）和欄目操作員（UA3）只能對(duì)自己負(fù)責(zé)的欄目板塊進(jìn)行管理，而團(tuán)隊(duì)管理員（UA4）只可管理與本團(tuán)隊(duì)工作相關(guān)的服務(wù)。表3展示了各類用戶角色在后臺(tái)管理系統(tǒng)的服務(wù)訪問授權(quán)情況。

表3 后臺(tái)管理系統(tǒng)服務(wù)訪問授權(quán)

5.2 數(shù)據(jù)匯聚業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的資源共享系統(tǒng)，負(fù)責(zé)平臺(tái)數(shù)據(jù)資源和服務(wù)的交流與更新，主要是提供科研項(xiàng)目成果匯聚業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)是依據(jù)不同的機(jī)構(gòu)、人員和項(xiàng)目的身份提供服務(wù)的。每種服務(wù)對(duì)各自身份類別所屬的數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作，操作權(quán)限包括上傳、修改、刪除、審核。應(yīng)用本文提出的服務(wù)訪問授權(quán)體系，各類用戶角色在數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)的服務(wù)訪問授權(quán)情況詳見表4。

表4 數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)服務(wù)訪問授權(quán)

5.3 用戶服務(wù)業(yè)務(wù)

為了擴(kuò)大科學(xué)數(shù)據(jù)中心的使用范圍和國際影響力，更好地滿足國內(nèi)外不同用戶的數(shù)據(jù)需求，我國數(shù)據(jù)中心前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)前端設(shè)計(jì)一般采用中文版和英文版兩個(gè)同步版本。兩者基本結(jié)構(gòu)框架和服務(wù)內(nèi)容大體一致，只在一些細(xì)節(jié)上有所差異。這種差異主要體現(xiàn)在兩個(gè)系統(tǒng)版本的各服務(wù)欄目下，國內(nèi)外用戶對(duì)不同等級(jí)資源的下載與訂單申請服務(wù)訪問授權(quán)情況有所不同。前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)一般提供數(shù)據(jù)集查找、熱點(diǎn)和專題欄目、新聞動(dòng)態(tài)欄目、個(gè)人中心、幫助中心5種基礎(chǔ)服務(wù)。在本文中，主要體現(xiàn)在國際注冊用戶（UB2）和國內(nèi)注冊用戶（UB3）在資源訪問權(quán)限級(jí)別上有所差異，同時(shí)也側(cè)面印證了用戶分類體系對(duì)服務(wù)訪問授權(quán)體系的影響。表5展示了各類用戶角色在前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)訪問授權(quán)情況。

從表5可以看到，前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)中的國內(nèi)注冊用戶（UB3）具備對(duì)R0、R1、R2、R3這4個(gè)級(jí)別數(shù)據(jù)集的下載與訂單申請服務(wù)權(quán)限，而國際注冊用戶（UB2）則不具備。在熱點(diǎn)和專題欄目、新聞動(dòng)態(tài)欄目、個(gè)人中心、幫助中心等服務(wù)中心，國際注冊用戶（UB2）和國內(nèi)注冊用戶（UB3）所享有的操作權(quán)限也有較大的差別。前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了科學(xué)數(shù)據(jù)中心資源分級(jí)和用戶分類兩大體系的結(jié)合，形成數(shù)據(jù)資源與用戶的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而建立服務(wù)訪問授權(quán)體系。

表5 前臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)訪問授權(quán)

6 科學(xué)數(shù)據(jù)中心訪問控制體系應(yīng)用

國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心是我國首批建設(shè)的20個(gè)國家級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)中心之一，是依托于中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所建設(shè)的國家科技資源共享服務(wù)平臺(tái)。歷經(jīng)多年建設(shè)，該平臺(tái)具有了可持續(xù)、跨機(jī)構(gòu)、一站式的數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力，可提供多維度、多時(shí)相、多尺度的對(duì)地觀測數(shù)據(jù)與其他相關(guān)資料資源。本文提出的數(shù)據(jù)分級(jí)、用戶分類以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)訪問權(quán)限控制策略已經(jīng)在國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中開展了實(shí)際應(yīng)用。

例如，使用系統(tǒng)管理員賬號(hào)登錄NODA內(nèi)部管理系統(tǒng)后，可對(duì)數(shù)據(jù)中心的角色進(jìn)行管理，如圖2所示。主要是新增系統(tǒng)角色和分配角色權(quán)限。新增的系統(tǒng)角色是根據(jù)實(shí)際使用的需要，配置其角色名稱、英文標(biāo)識(shí)和角色權(quán)限描述，并在權(quán)限分配模塊中賦予新角色在后臺(tái)管理系統(tǒng)、前臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)、匯交系統(tǒng)中相應(yīng)的訪問權(quán)限。

圖2 NODA角色管理系統(tǒng)界面

系統(tǒng)管理員還可在內(nèi)部管理系統(tǒng)中對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)中的管理員用戶（UA）與普通用戶（UB）進(jìn)行管理，如圖3所示，主要對(duì)各類用戶的個(gè)人信息進(jìn)行瀏覽、審核或編輯，及時(shí)刪除個(gè)人信息異常的各類用戶，從而保護(hù)系統(tǒng)安全。

圖3 NODA用戶管理系統(tǒng)界面

當(dāng)使用不同角色類型的賬號(hào)登錄NODA數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中提供的服務(wù)功能也有所區(qū)別。以欄目管理員（UA2）賬號(hào)登錄，匯交資源審核欄目下會(huì)顯示用戶上傳的數(shù)據(jù)資源，欄目管理員需要對(duì)該數(shù)據(jù)資源進(jìn)行審核（如圖4（a）所示）。欄目管理員逐一審核提交數(shù)據(jù)資源的標(biāo)識(shí)信息、分類信息、來源信息、版權(quán)信息、元數(shù)據(jù)信息等信息后（如圖4（b）所示），決定該數(shù)據(jù)資源是否可以進(jìn)入NODA數(shù)據(jù)庫，從而提供給具有相應(yīng)訪問權(quán)限的用戶瀏覽與使用。此外，還可以進(jìn)入數(shù)據(jù)管理模塊，管理過往用戶提交的各種數(shù)據(jù)資源（如圖4（c）所示）。而以國際注冊用戶（UB2）賬號(hào)登錄后，只有數(shù)據(jù)管理欄目，僅可查看和修改自身提交的數(shù)據(jù)資源（如圖4（d）所示）。

圖4 NODA數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)

圖4 NODA數(shù)據(jù)匯交系統(tǒng)

結(jié)合大數(shù)據(jù)環(huán)境下地理信息服務(wù)發(fā)展的趨勢[17-19]，基于本文建立的NODA平臺(tái)具有如下應(yīng)用價(jià)值：徹底實(shí)現(xiàn)了科學(xué)數(shù)據(jù)資源和用戶的分類分級(jí)，增強(qiáng)了平臺(tái)系統(tǒng)的安全性，推動(dòng)了科學(xué)數(shù)據(jù)資源共享服務(wù)模式進(jìn)步，并且促進(jìn)了時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

7 結(jié)束語

科學(xué)數(shù)據(jù)共享事業(yè)的日益蓬勃發(fā)展對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)中心有效和安全管理科學(xué)數(shù)據(jù)資源提出了更高的要求。本文面向科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理需求，制定了完善的資源和用戶訪問控制策略，并將其實(shí)際應(yīng)用于科學(xué)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營中。本文提出的數(shù)據(jù)資源分級(jí)體系和用戶分類體系對(duì)數(shù)據(jù)資源等級(jí)和用戶訪問級(jí)別權(quán)限做出了明確規(guī)定，具有可操作、層次清晰明確等特點(diǎn)；本文提出的用戶分類體系不僅融合了國際數(shù)據(jù)共享政策的最新成果，同時(shí)考慮了我國的實(shí)際情況，不僅保證了數(shù)據(jù)的安全性，并且最大限度地保障了科學(xué)數(shù)據(jù)的共享；訪問授權(quán)策略靈活多樣，有效串聯(lián)了用戶分類體系、資源分級(jí)體系和服務(wù)訪問授權(quán)體系，順應(yīng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)多樣性、個(gè)性化的趨勢。這套體系不僅可以應(yīng)用于國家對(duì)地觀測科學(xué)數(shù)據(jù)中心，還可以推廣到其他科學(xué)數(shù)據(jù)中心，具有綜合性、穩(wěn)定性、可持續(xù)性、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。

在未來的研究中，本文的訪問控制體系將結(jié)合未來實(shí)際發(fā)展需求與趨勢進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)充和升級(jí)。例如針對(duì)不同角色用戶偏好與訪問控制關(guān)聯(lián)性的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行深入研究，對(duì)訪問控制體系做進(jìn)一步改進(jìn)，爭取使本文提出的科學(xué)數(shù)據(jù)中心資源和用戶訪問控制體系成為國際認(rèn)可和推廣的體系標(biāo)準(zhǔn)。