论文研究-基于属性证书的访问控制机制在网格环境中的实现.pdf

网格计算是一种分布式计算环境，其中的资源可以跨越多个组织或地域，提供共享的计算能力、数据存储和网络资源等，使得用户能够利用这些资源进行大规模的计算。然而，网格环境中的资源的开放性和动态性给安全管理带来了挑战，特别是在访问控制方面。访问控制机制需要确保只有合法用户才能访问特定的资源，防止未授权访问，确保网格环境的安全性。 属性证书（Attribute Certificate，简称AC）是一种用于表明实体属性的数字证书，可以用于访问控制决策。AC不同于传统的公钥证书（如X.509证书），它主要用于授权和访问控制，而不是用于身份识别。AC中包含了一系列的属性，这些属性描述了证书持有者被授权的权限、角色和能力。 在网格环境中，属性证书可以用于实现基于属性的访问控制（Attribute-Based Access Control，ABAC），在这种模型中，访问决策基于用户属性和资源属性以及环境属性的匹配。这使得访问控制策略更加灵活和动态，适应网格环境的动态变化特性。 网格安全基础设施（Grid Security Infrastructure，简称GSI）是网格计算环境中提供的安全服务集合，它包括了用户认证、通信保护、单点登录等安全功能。GSI基于公钥基础设施（Public Key Infrastructure，简称PKI），并主要采用SSL/TLS协议和代理证书机制来实现安全通信。 XML密钥管理规范（XML Key Management Specification，简称XKMS）提供了一种机制，允许使用XML格式来分发和管理密钥和证书。XKMS包括两个主要部分：XML密钥信息服务规范（XML Key Information Service Specification，简称X-KISS）和XML密钥注册服务规范（XML Key Registration Service Specification，简称X-KRSS）。这两个规范简化了公钥基础设施的使用，允许应用程序通过简单的XML消息来请求公钥信息和注册公钥。 基于属性证书的访问控制机制在网格环境中的实现，涉及以下几个关键组成部分： 1. 属性证书：它包含用户的身份信息、属性、发行者信息以及签名等，这些信息用于网格服务对请求进行访问控制决策。 2. 访问控制框架：它定义了如何使用属性证书来控制对网格资源的访问。这个框架通常包含认证模块、授权模块和会话管理等部分。 3. 资源访问控制：这部分负责根据用户的属性证书以及资源的保护要求，实施细粒度的访问控制决策。 4. 授权中心：它是属性证书的发行和管理机构，负责认证实体的身份，并创建、撤销属性证书。 5. 用户权限数据库：存储用户权限和属性信息，为资源访问控制模块提供查询服务。 6. Web服务接口：提供一个标准化的接口，使得用户可以通过标准的Web服务协议请求资源和服务。 在技术实现上，这种访问控制机制会涉及到如下技术细节： - 代理证书（Proxy Certificates）：一种为网格应用生成的短期的、代理用户身份的证书，可以在不暴露长期证书的情况下，委托给远程服务进行安全操作。 - X.509证书：传统的公钥证书格式，通常用于用户身份的确认。 - SSL/TSL协议：安全套接层/传输层安全协议，用于在互联网上提供端到端的安全通信。 - 单点登录（Single Sign-On，简称SSO）：一种用户只需一次登录，就可以访问网格计算环境中所有资源的机制。 - 策略决策点（Policy Decision Point，简称PDP）：访问控制决策的实施点。 - 策略执行点（Policy Enforcement Point，简称PEP）：实现访问控制决策的点。 - GSS-API（Generic Security Service Application Program Interface）：一种应用程序接口，允许应用程序调用不同的安全服务，如认证和加密。 在网格环境中实现基于属性证书的访问控制机制，需要考虑实体认证、属性分发、策略实施等多方面的安全要求，同时要保证系统的扩展性、兼容性和互操作性。随着网格技术的发展，基于属性证书的访问控制机制在安全性、灵活性以及管理方便性上都显示出了其优势，成为了网格安全解决方案中不可或缺的一环。