基于SOA網(wǎng)格訪問控制模型的研究

基于SOA網(wǎng)格訪問控制模型的研究

1引言網(wǎng)格(grid)是近年來逐漸興起的全新研究領域，當前的互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了計算機硬件之間的連通、Web技術實現(xiàn)了網(wǎng)頁之間的連通。網(wǎng)格是把分布在因特網(wǎng)上的資源整合起來，提供大規(guī)模的分布式計算，在多個單位參與的、動態(tài)的虛擬組織之間協(xié)同資源共享和解決問題。信息網(wǎng)格是利用網(wǎng)格技術實現(xiàn)信息的共享、管理以及提供信息服務的系統(tǒng)。信息網(wǎng)格技術要解決的一個關鍵問題是對共享信息的安全控制。信息網(wǎng)格具有如下特性：資源、用戶和服務提供者數(shù)目龐大、變化多端；通信協(xié)議也不盡相同，安全策略和機制不盡相同。因此，必須為網(wǎng)格計算系統(tǒng)及其構件提供新的安全措施來解決認證、授權、記賬問題。本文主要解決網(wǎng)格計算中的授權問題(即訪問控制問題)。隨著分布式對象技術和面向?qū)ο蠹夹g的不斷發(fā)展，面向服務體系結構(ServiceOrientedArchitecture，簡稱SOA)正在逐漸成為分布式計算解決方案的主流。SOA是一種關注服務的易于集成、互操作，可擴展和安全訪問特性的分布式體系結構，而網(wǎng)格是一種協(xié)同工作、資源共享的分布式系統(tǒng)，Web服務成為連接二者的紐帶，它們之間正在相互融合，作為網(wǎng)格技術的主流代表。2訪問控制技術和模型2.1傳統(tǒng)訪問控制技術傳統(tǒng)的訪問控制技術主要分為三種。(1)自主訪問控制(DAC)其實現(xiàn)思想是：系統(tǒng)中的主體(用戶或進程)可以自主地將其擁有的對客體的訪問權限(部分或全部)授予給其他主體。其實現(xiàn)方法是建立系統(tǒng)訪問控制矩陣，矩陣的行對應系統(tǒng)的主體，列對應系統(tǒng)的客體，元素表示主體對客體的訪問權限。為了提高系統(tǒng)的運算性能，在實際的應用中常常是建立基于主題或客體的訪問控制方法。缺點是效率低下，難以滿足大型應用，特別是網(wǎng)格應用的需要。(2)強制訪問控制(MAC)其實現(xiàn)原理是：系統(tǒng)中的主/客體被分配一個固定的安全屬性，安全屬性決定主體是否可以訪問某個客體。安全屬性是強制的，由安全管理員分配，用戶或進程不能改變自身或其他的安全屬性。MAC的本質(zhì)是基于網(wǎng)格的非循環(huán)單項信息流政策系統(tǒng)中每個主體都被授予一個安全證書，而每個客體都被指定為一定敏感級別。訪問控制兩個關鍵規(guī)則是：不向下寫和不向上讀，即信息流從低安全級向高安全級流動。因為MAC增加了不能回避的訪問限制，所以可能影響系統(tǒng)的靈活性。另一方面，MAC雖然增加了信息的機密行，但是不能實施完整行控制，而一些完整性的控制策略卻可以實現(xiàn)機密行的功能。(3)基于角色的訪問控制(RBAC)隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，特別是Internet的廣泛使用使信息的完整性要求超過了機密性，而傳統(tǒng)的DAC/MAC策略難以滿足這方面的需求。RBAC的基本思想是將訪問權限分配給角色，系統(tǒng)的用戶擔任指定的角色，角色實際上是與特定工作崗位相關的一個權限集，當用戶改變時只需進行角色的撤銷和重新分配即可。2.2分布式訪問控制模型分布式環(huán)境中，對權限的控制不僅能夠保護資源，而且還能夠使資源有效地利用。在授權模型中，有三種普遍使用的模型。(1)“推”模型資源請求者需要首先向授權中心請求權限訪問，從授權中心獲取權限證書，然后持權限證書訪問資源，資源根據(jù)用戶的權限證書返回相應的資源。(2)“拉”模型資源請求者直接向資源提出訪問請求，資源根據(jù)用戶的訪問請求向授權中心查詢用戶的請求是否合法，如果合法則允許用戶訪問資源，否則拒絕用戶訪問。(3)“代理”模型資源請求者直接把請求轉發(fā)給授權代理，授權代理根據(jù)用戶的請求訪問資源。3SOA的信息網(wǎng)格體系3.1SOA在信息網(wǎng)格中的優(yōu)勢SOA在信息網(wǎng)格應用中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在幾個部分。(1)支持多種客戶端類型借助精確定義的服務接口和XML、Web服務標準的支持，可以支持多種客戶端類型，包括PDA、手機終端等，這也符合網(wǎng)格作為全球資源化的要求。(2)編碼的靈活性通過對模塊化的低層服務采用不同組合方式來創(chuàng)建高層的網(wǎng)格服務，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的重用。(3)更好的伸縮性依靠很好的服務設計、開發(fā)和部署所采用的架構模型實現(xiàn)伸縮性，達到網(wǎng)格互操作的目的。(4)更高的可用性網(wǎng)格服務使用者和提供者的松散耦合關系允許使用者不需要了解提供者的具體實現(xiàn)細節(jié)，從服務的位置上對網(wǎng)格客戶保持透明，只有在運行時才需要確定具體的位置。3.2基于SOA的信息網(wǎng)格調(diào)用基于SOA的信息網(wǎng)格調(diào)度模型，主要定義了對資源服務映射創(chuàng)建、服務發(fā)現(xiàn)與綁定，身份認證授權三個方面的調(diào)用流程，并針對信息網(wǎng)格環(huán)境中大量臨時性的短暫服務，通過定義其接口來解決動態(tài)服務實例創(chuàng)建、服務發(fā)現(xiàn)、事件通知、生命周期管理、安全性和引用管理等問題。用戶調(diào)用服務主要過程分為幾步。(1)信息網(wǎng)格用戶向信息網(wǎng)格門戶提出服務請求，門戶提供用戶身份的認證，然后將服務的請求和證書提交給GSP(GridServiceProxy)，GSP根據(jù)WSDL定義生成用戶代理(Proxy)。(2)用戶代理在虛擬組織所維護的注冊中心UDDI中查找滿足要求的用戶服務，查找過程中用戶可以對服務提供地點、性能等各個方面提出相應的要求。(3)信息網(wǎng)格注冊服務根據(jù)用戶的要求，在眾多的服務提供者中進行篩選，返回滿足要求的服務提供者，獲取信息網(wǎng)格服務句柄(GridServiceHandle，GSH)。(4)GSP通過得到GSH的WSDL選項向資源映射器(ResourceMapper)提出使用相應資源的請求。(5)資源映射器根據(jù)提供的資源GSH在資源集成池(ResourceIntegrationPool，RIP)中調(diào)用該資源返回。在身份認證過程中，信息網(wǎng)格門戶根據(jù)用戶的資源請求信息進行認證。首先，門戶通過授權服務(AuthorizationService)判斷此用戶的注冊信息是否已經(jīng)在認證中心(AuthorizationCenter)注冊授權過，如果有便直接返回該用戶的授權證書；如果沒有歷史注冊記錄，便會生成臨時用戶的安全證書。這種認證證書會通知網(wǎng)格服務代理GSP查找，綁定服務的權限范圍，保證分布式資源的合理使用。4基于SOA的信任訪問控制模型每個SOA信任域都有全局和局部信任度的計算值，這些信任值就體現(xiàn)了該信任域成功地提供服務的能力，如何使用信任值呢？信任限制了在服務協(xié)作時有失敗的風險?，F(xiàn)在考慮一個用戶請求某種服務。假設每個用戶都想使自己獲得的服務是最好的，如果針對這個用戶來說，能夠提供的服務有很多，那么他必然選擇信任度高的提供者來為其服務。這樣，就需要找到一個合適的基于SOA信任度的訪問控制策略，這種策略既能夠給信任度高的域帶來更多的利益，又能夠刺激其他域提高自己的服務質(zhì)量。信息網(wǎng)格計算中，在訪問控制方面包括兩個方面：資源請求者請求服務；資源提供者提供服務。前者主要關心所選