專利名稱：基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種對開放網(wǎng)格環(huán)境下信任實體進行信任評估的解決方案，主要用于 解決用戶如何篩選出網(wǎng)格中可信任節(jié)點的問題，進而提交任務(wù)。屬于分布式計算安 全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
網(wǎng)格計算已經(jīng)發(fā)展成為計算機工業(yè)的一個重要領(lǐng)域，該領(lǐng)域與分布式計算的 不同之處在于，網(wǎng)格計算更加集中于資源共享和協(xié)同工作以及高性能的定位，致力 于解決多個個體或組織之間有關(guān)資源共享的問題。網(wǎng)格計算的出現(xiàn)和興起，使得軟 件系統(tǒng)正從面向封閉的、熟識用戶群體和相對靜態(tài)的形式向更加開放的、公共可訪 問的和高度動態(tài)的服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變使得網(wǎng)格計算系統(tǒng)的安全分析復雜化， 同時由于網(wǎng)格計算環(huán)境的大規(guī)模性，異構(gòu)性，分布性，動態(tài)性和開放性等特點，傳 統(tǒng)的安全技術(shù)或者措施己經(jīng)不能很好的滿足網(wǎng)格應(yīng)用的需要?；趥鹘y(tǒng)軟件系統(tǒng)形 態(tài)的安全技術(shù)和手段，尤其是安全認證和授權(quán)機制，如訪問控制列表(Access Control List,簡稱ACL)、 一些傳統(tǒng)的公鑰證書體系等，不再適用于解決網(wǎng)格計算安全問題。傳統(tǒng)的基于公鑰系統(tǒng)的證書體系，如X.509， PGP等，不能很好地滿足網(wǎng)格計 算安全的需求(1) 認證中心僅擔保一般意義上的個體標識，并不去證實個體的能力或賦予其 權(quán)限，也就是只是對用戶的身份進行鑒別，而并不知道該用戶是否有能力或權(quán)限來 進行操作，這同樣無法保證系統(tǒng)的安全性；(2) 完全依靠認證中心，弱化了個體的自我信任，而盲目信任大范圍內(nèi)的認證 中心，則往往無法解決個體間的利益沖突；(3) 難以集中維護證書撤消列表，證書很可能被濫用。另外，依靠個體進行身份認證和推薦的公鑰證書體系，雖然具有很大的靈活性，但是沒有集中的信任代理， 將使其很難適用于一個較大規(guī)模的用戶群體。因此，人們迫切需要通過對網(wǎng)格計算的安全策略進行專門系統(tǒng)的研究，提出 一種全新的能夠適應(yīng)網(wǎng)格計算等開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全模型，并針對網(wǎng)格計算新的需 求提出新的方法和思路。1996年，M.Blaze等人為解決Internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的安全問 題首次使用了 "信任管理(trust management)"的概念，其基本思想是承認開放系統(tǒng) 中安全信息的不完整性，系統(tǒng)的安全決策需要依靠信任第三方提供附加的安全信息。 信任管理將傳統(tǒng)安全研究中，尤其是安全授權(quán)機制研究中隱含的信任概念抽取出來， 并以此為中心加以研究，為解決網(wǎng)格計算環(huán)境中新的應(yīng)用形式的安全問題提供了新 的思路。與此同時，A.Adul-Rahman等學者則從信任的概念出發(fā)，對信任內(nèi)容和信 任程度進行劃分，并從信任的主觀性入手給出信任的數(shù)學模型用于信任評估。"信任 (Trust)",也可以稱之為"信任賴性(Trustworthiness)"，是指可以專心致于完成他人 的合法期望的一種能力，信任既是道德的組成部分，也是任何社會存在的關(guān)鍵前提 條件。信任區(qū)別傳統(tǒng)的認證機制，傳統(tǒng)的認證主要用于證明身份，說明擁有該證書 或令牌的實體是合法實體，而這并不等同于說明該實體就是信任的(有能力進行交 互并且交互過程中不會出現(xiàn)欺詐行為)。但是信任和認證模型是緊密相連的，對于一 般的交互過程，通常先進行身份認證，再結(jié)合信任模型來評判交互對方的信任度， 然后根據(jù)對方的信任程度給對方相應(yīng)的授權(quán)。這種類似于社會網(wǎng)絡(luò)中的信任關(guān)系能 夠很好的適應(yīng)開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而研究網(wǎng)格計算環(huán)境的信任模型已經(jīng)成為網(wǎng)格安全研 究的熱點。"信任"概念的提出引起了學術(shù)界和企業(yè)界的極大興趣，在學術(shù)界，人們紛 紛展開對信任模型的研究，提出了各種信任模型，其中影響較大的有兩類: BBK-Scheme和J0sang信任模型。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出一種基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法，解 決在網(wǎng)格計算環(huán)境下，網(wǎng)格用戶與本虛擬組織內(nèi)的網(wǎng)格實體以及其他虛擬組織的實 體間的協(xié)同合作、共享資源的安全性和動態(tài)性問題，構(gòu)建網(wǎng)格計算環(huán)境中對用戶進 行授權(quán)的安全體系結(jié)構(gòu)。利用信任模型和信任評估控制機制對網(wǎng)格社區(qū)中的資源提 供者和資源消費者實施安全保護以及對其提交任務(wù)的質(zhì)量保證。技術(shù)方案本發(fā)明的方法是一個能廣泛適用并具有高效率的網(wǎng)格等開放網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境中的方法。從使用推薦信任的歷史窗口的角度來設(shè)計研究網(wǎng)格計算環(huán)境中的信任模型，根據(jù)信任模型算法算出實體的信任度，進而當實體作為網(wǎng)格虛擬組織中的資 源節(jié)點時，組織授權(quán)服務(wù)機制能依據(jù)實體信任度動態(tài)為其調(diào)度和分配子任務(wù),并對 其執(zhí)行過程進行監(jiān)測。其目標是解決如何篩選出符合網(wǎng)格用戶要求的資源節(jié)點，來 完成用戶提交的作業(yè)任務(wù)問題。下面給出該模型中的幾個概念信任(Trust):是對一個實體身份和行為的可信度的評估，與這個實體的可靠 性、誠信和性能有關(guān)，信任是一個主觀概念，取決于經(jīng)驗，我們用信任值來表示信 任等級的高低，信任值隨實體的行為而動態(tài)變化。直接信任(Direct Trust):是指兩個實體之間曾經(jīng)有過直接的交易，他們之間建 立了一種直接信任關(guān)系，信任值來源于根據(jù)雙方的交易情況得出的直接經(jīng)驗。推薦信任(Recommended Trust):是指兩個實體之間沒有進行過直接的交易， 而是根據(jù)其他實體的推薦建立的一種信任關(guān)系，他們之間的信任值是根據(jù)其他實體 的評估得出的結(jié)果。直接信任和推薦信任如圖4顯示。自治域(Autonomous Domain):把網(wǎng)格劃分成若干個獨立的自治域，每個自治 域包含若干個網(wǎng)格實體，有自己的管理策略、安全策略，自治域之間通過網(wǎng)絡(luò)連接信任模型算法(Algorithm of Trust Model):對實體得到的評價反饋進行統(tǒng) 計計算所使用的算法。評價主體(Subject of Evaluation):即需要對其他實體進行信任度評價的實體, 也是信任模型的使用者。評價客體(Object of Evaluation):即評價主體準備進行信任度評價的評價客 體,評價客體n為第n個評價客體。本發(fā)明的基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法是將信任模型運用到訪問控制機 制中，利用信任模型解決動態(tài)分配網(wǎng)格用戶提交作業(yè)的問題，具體如下 一、體系結(jié)構(gòu)圖2是某個用戶實體的網(wǎng)格自治域模型樹狀圖，此樹狀圖分為4層，實際的 結(jié)構(gòu)要比此例復雜的多，cycle表示樹的高度。用戶處在第一層即樹根(cycle=l) 以此類推，直到cyCle=4為子葉。用戶如果想要找到網(wǎng)格中所有符合自己要求的資 源節(jié)點來為自己提供服務(wù)，則要以所有節(jié)點作為目標節(jié)點進行一一遍歷，然后篩選 出可用節(jié)點。為了更加精確的篩選出符合用戶要求的可靠的資源節(jié)點，本模型引入了幾個 參數(shù)，它們是傳遞路徑限長、推薦因子限值、直接信任權(quán)重值、推薦信任權(quán)重值、 可信度限值、歷史窗口大小，下面給出具體的說明傳遞路徑限長當一個實體需要知道他對域內(nèi)另一個實體的信任值時，若兩個 實體有直接信任關(guān)系則直接采用這個信任值，若沒有直接信任關(guān)系，則按推薦等級 的高低逐次尋找推薦者直到找到一個與之有直接信任關(guān)系的實體獲得推薦的信任 值，根據(jù)社會網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗，當信任鏈路越長，則得到的最終推薦信任越不可靠，假設(shè) 中間推薦節(jié)點的推薦信任值都為0.9，則經(jīng)過8次推薦之后，得到的鏈路推薦值為 0.98=0.43，這樣的推薦值就難以使請求者相信最終結(jié)果，因而需要對鏈路長度進行限制。本模型的傳遞路徑限長由用戶在提交作業(yè)之前傳送給服務(wù)器。推薦因子(限值)在交互雙方?jīng)]有接觸過的前提下，實體都傾向于使用一些 自己比較信任的中間實體作為推薦者來評判交互對方，而這些推薦者的推薦能力則 可以通過他們的聲望來表示，聲望(Reputation)定義為一個實體對另一個實體能夠 行使推薦活動的能力、誠實性和可靠性的一種主觀評判。聲望的大小用推薦因子表 示，通常推薦因子越大，則越容易取得信任。在一定時期內(nèi)，實體的推薦因子通常 體現(xiàn)為相對穩(wěn)定的，因而能夠用數(shù)學公式表示。我們用7>ws/。(Z>)來表示a對b的信任值，c^。(6)表示a對b的直接信任值，wc"力是x對y的推薦因子，表示x對y提供的推薦信息的信任程度，其中y是x的推薦 者。力'r。(6) 諷b有直接信任 reco(/i) x AW1(/2) x…x w" - x力>*' (6) 說b有推薦信任 0 a對b無信任關(guān)系由于推薦因子取值是介于
之間的，并且關(guān)系到a對b的最終信任值，所以 推薦因子應(yīng)當滿足一定的限值才能達到用戶要求的最終信任實體，篩選出可信任的 資源節(jié)點。直接信任權(quán)重值(推薦信任權(quán)重值)在我們的模型中，把每個網(wǎng)格實體抽象成 一個網(wǎng)格節(jié)點。每個節(jié)點維護一張信任關(guān)系表，表中包含了所有與之發(fā)生過直接聯(lián) 系的域內(nèi)節(jié)點，還包含了他的所有推薦節(jié)點。我們在搜索目標節(jié)點時可能會通過不 止一條路徑到達，在這些路徑中，有直接信任路徑也有推薦信任路徑，但最終結(jié)果 是用戶實體對目標節(jié)點要有一個信任值，這就需要直接信任權(quán)重值和推薦信任權(quán)重值對這些路徑進行合并，得到一個節(jié)點的最終信任值。7>wW。(6) =MX c /r。(6) +NX S ( rec。(z'i)x x...x re"-x)M表示直接信任權(quán)重值，&r。(6)表示a對b的直接信任值，N表示推薦信任權(quán)重值，z'表示第z'條推薦路徑，wc"力是x對y的推薦因子?？尚哦认拗翟u估實體在獲得對于評估對象的最終信任之后需要對其進行評估 和篩選。該系統(tǒng)采用的方法是為每一次要完成任務(wù)的實體設(shè)定一個可信度限值f.對于經(jīng)過合并運算獲得的信任《二7h^。(6)若^ > t,則實體認為評估對象符合協(xié)同需求，可以參與協(xié)作活動；否則，實體將拒絕評估對象進行協(xié)同。可信度限值大小反 映了用戶對于協(xié)同對象可信性需求的嚴格程度。在Intemet軟件協(xié)同環(huán)境中，軟件 實體必須具有感知環(huán)境的能力和對協(xié)同操作作出評價的能力。當一個軟件實體由于 可信度限值過低而受到威脅時，必須及時提高限值；反之,如果限值過高，軟件實體 拒絕了大部分實體的協(xié)同請求，則應(yīng)該相應(yīng)下調(diào)限值,盡可能地使合法的協(xié)同請求者 能夠調(diào)用服務(wù)。/值的大小與軟件實體參與協(xié)同的意愿成反比。f越小，實體越容 易參與協(xié)同，同時其可信性保障越低；反之亦然。選取合適的限值是軟件實體正常 工作的重要因素之一。限值與具體的應(yīng)用相關(guān)，需視具體情況而定。歷史窗口大小更新推薦信任，不能僅依賴于推薦者在當前協(xié)作活動中所提供的 信息，對推薦者進行推薦活動的歷史信息也應(yīng)當加以使用。不同的歷史信息對于推薦 信任更新過程所產(chǎn)生的影響是不同的,越近的歷史信息所產(chǎn)生的影響應(yīng)該越大，本模 型使用滑動窗口來模擬該過程.實體為某類協(xié)作過程"中的每一個推薦者引入一個 滑動窗口來記錄最近w次"類協(xié)作過程中其提供推薦信息的情況，采用FIFO先進先出的原則。如圖5,本系統(tǒng)取各窗口的權(quán)值分別為+ ?！范⒎椒鞒淘摲椒▽⑿湃文Ｐ瓦\用到訪問控制機制中，利用信任評估模型解決如何篩選出 符合網(wǎng)格用戶要求的資源節(jié)點，來完成用戶提交的作業(yè)任務(wù)問題，具體如下 步驟1).客戶首先在本地生成一個待簽發(fā)的本地證書，然后向認證中心提交證書， 請求授權(quán)；步驟2).認證中心判斷客戶有無權(quán)限訪問網(wǎng)格資源，若有權(quán)限則認證中心用其私 鑰簽署從客戶端發(fā)來的本地證書，若客戶無權(quán)限認證中心則拒絕為其私 鑰簽名，并把判斷結(jié)果返還給用戶；步驟3).客戶收到己簽發(fā)的證書后，向本自治域服務(wù)器進行注冊，并附加自己的 數(shù)字證書給服務(wù)器；步驟4).自治域服務(wù)器驗證數(shù)字證書，通過后會將客戶ID和密碼保存在自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中，客戶就成為網(wǎng)格用戶； 步驟5).網(wǎng)格用戶有任務(wù)提交時，先登陸自治域服務(wù)器；步驟6).單點登陸，避免用戶在跨域服務(wù)請求時再次登陸其他自治域服務(wù)器； 步驟7).用戶提交對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值；步驟8).將上述參數(shù)提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信 任記錄，以自治域所有資源節(jié)點為目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑；步驟9).找到所有符合要求的節(jié)點后按權(quán)重合并直接信任和推薦信任，計算得到 所有節(jié)點的最終信任值；對于同一節(jié)點可能會多條路徑有直接信任的， 也有推薦信任的，步驟10).根據(jù)用戶提交的可信任度限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點， 只有信任度大于等于可信度限值的節(jié)點才滿足要求，并將此結(jié)果返還給 用戶；步驟11).用戶選擇只可讀、只可寫、可以修改等服務(wù)操作選項，服務(wù)起始時間、 終止時間，IP地址匹配與否，根據(jù)用戶提交的這些服務(wù)要求生成策略文 檔；步驟12).生成策略文檔，進行策略匹配，用戶將聲明提交給自治域服務(wù)器，通過本地策略，自治域服務(wù)器判斷是否提供服務(wù)給用戶； 步驟13).用戶將任務(wù)請求提交給自治域服務(wù)器；步驟14).服務(wù)器根據(jù)可信節(jié)點的性能即CPU性能，將作業(yè)分成若干個子作業(yè)分配給各個可信節(jié)點完成； 步驟15).將結(jié)果返回給用戶，任務(wù)完成；步驟16).用戶在與每個資源節(jié)點進行交互之后，會產(chǎn)生一個對此節(jié)點相應(yīng)的評價，所有的評價都被提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫； 步驟17).依據(jù)信任等級和歷史窗口參數(shù)，評價計算資源節(jié)點的最終信任值，并更新用戶對該節(jié)點信任關(guān)系記錄，供下次任務(wù)請求時使用； 步驟18).更新自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中推薦節(jié)點的評價準確度，即推薦因子；至此， 一個基于信任評估模型的訪問控制方法的具體實施過程結(jié)束。步驟7中用戶把對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞 路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值 提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記錄，以自治域所有 資源節(jié)點為目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑，具體步驟如下步驟71.打開用戶節(jié)點的信任記錄，設(shè)用戶對其它資源節(jié)點的直接信任個數(shù) =num，從記錄中找以用戶為源頭的所有資源節(jié)點目標，搜索信任路徑，此時位于搜索 樹的第一層，用cycle表示樹的層次，此時cycle^;步驟72.査找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，如果num=0此節(jié)點沒有記錄則默認 它對網(wǎng)格中所有節(jié)點的信任值為0. 5，推薦因子也為0. 5，遍歷結(jié)束；步驟73.如果numi=0,則有信任記錄，用i表示是記錄中的第幾個節(jié)點,要求 i<=mim,從記錄的第i=l個節(jié)點開始判斷此節(jié)點是否是目標節(jié)點；如果是，把推薦路 徑和推薦信任值或直接信任值記錄下來，繼續(xù)遍歷其他路徑的本目標節(jié)點；步驟74.如果不是目標節(jié)點，則判斷該節(jié)點有無進一步信任對象，如果有，進 入下步判斷；步驟75.該節(jié)點的推薦因子是否大于推薦限值，如果是，進入下步判斷；如果 否，則進一步判斷此節(jié)點的i是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索， 如果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟76.傳遞路徑長度是否大于路徑限長，如果否，進入下步判斷；如果是則 進一步判斷此節(jié)點的i值是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索，如 果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟77.該節(jié)點是否己經(jīng)出現(xiàn)在傳遞路徑中，如果否，進入下步判斷；如果是則進一步判斷此節(jié)點的i值是否等于mim，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索， 如果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟78.該節(jié)點可以作為中間推薦節(jié)點，査找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，進 入下層遍歷,cycle=cycle+l;步驟79.如果步驟74 步驟77中有任何一個條件不能滿足都返回到上層后， 進入下個記錄節(jié)點的繼續(xù)遍歷；直到網(wǎng)格中所有節(jié)點都遍歷一遍，程序結(jié)束；步驟710.針對網(wǎng)格中的每個節(jié)點可能會多條路徑，有直接信任的，也有推薦信 任的，對其進行整合，按直接信任權(quán)重值和推薦信任權(quán)重值合并直接信任和推薦信 任路徑，加權(quán)平均后得出用戶對此節(jié)點的最終信任值；步驟711.然后再根據(jù)可信度限值篩選出滿足要求的節(jié)點，根據(jù)用戶提交的可信 任度限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點，只有資源節(jié)點的可信度大于等 于可信度限值才滿足要求，并將此結(jié)果返還給用戶。有益效果本發(fā)明方法提出了一種把信任評估理念應(yīng)用到訪問控制中的新方法，主要用于解決網(wǎng)格社區(qū)中用戶對網(wǎng)格資源節(jié)點訪問控制的問題，通過使用本發(fā)明提 出的方法可以避免實體欺騙行為和實現(xiàn)動態(tài)性，可以有效的達到網(wǎng)格社區(qū)中對資源 節(jié)點的訪問控制的目的，是一種高效便捷的新方法。下面我們給出具體的說明。可靠性本發(fā)明方法中使用的信任模型是可靠的，可以防止實體欺騙行為。在 網(wǎng)格計算環(huán)境中，存在一種偽造實體行為，實體自己注冊一些實體與自己進行交互， 并對這些行為給予很高的評價,借此提高自己的信任度評價。在本模型中，只有來自 信任度高的實體的正面評價才能提高對端實體的信任度,因為客戶在提交作業(yè)之前 先提交一推薦限值，只有實體的推薦因子大于這個限值時才可以作為中間推薦者， 并且用戶與資源節(jié)點交互完成后要對這些中間推薦者做評價準確度，準確度一般的 實體對對端實體的信任度幾乎沒有影響,而準確度很低的實體對對端實體的正面評 價甚至會降低端實體的信任度。在本模型中，注冊實體的初始信任度設(shè)置為O. 5,推薦 因子也為O. 5，這意味著這些實體的評價對于其他實體的影響不大，并且隨著節(jié)點之間交互次數(shù)的增多而差距逐漸拉大，越可靠的節(jié)點信任值會越來越高，帶有惡意欺 騙行為的節(jié)點信任值會越來越低，因此通過注冊實體并偽造實體行為在本信任模型 中是無效的。動態(tài)性根據(jù)網(wǎng)格用戶與資源節(jié)點交互的結(jié)果，用戶會對每個節(jié)點做出評價，把資源節(jié)點完成任務(wù)的情況提交到自治域服務(wù)器，服務(wù)器依據(jù)信任等級和歷史窗口參數(shù)，計算評價客體n的最終信任值，并更新用戶對實體信任關(guān)系記錄和參考實體的評價準確度(推薦因子)，進而，用戶能夠動態(tài)、及時的掌握網(wǎng)格資源的情況，篩 選出合適的資源節(jié)點。合理性本訪問控制方法中在引入反饋信息時，不但將正面評價和負面評價均引入信任模型中，而且考慮到反饋信息提供者的可信任度，使得反饋信息更加合 理。隨著越來越多的交易，該模型對信任值的評估也越來越準確。


圖l是自治域授權(quán)服務(wù)的框架圖。圖2是一用戶實體的網(wǎng)格自治域模型樹狀圖。圖3是搜索得到的信任鏈路圖。圖4是直接信任和推薦信任。圖5是N次滑動窗口。圖6是本發(fā)明全過程流程圖。圖7是本發(fā)明訪問控制方法的流程圖。
具體實施方式
1、 網(wǎng)格用戶請求訪問資源若未注冊的客戶，首先應(yīng)在本地生成一個待簽發(fā)的本地證書，然后向認證中心 CA(Certification authority)提交證書，請求授權(quán)，認證中心判斷客戶有無權(quán)限訪 問網(wǎng)格資源，若有則認證中心用其私鑰簽署從客戶端發(fā)來的本地證書，并返回給用 戶，客戶收到己簽發(fā)的證書后，向本自治域服務(wù)器進行注冊，并其發(fā)送自己的數(shù)字 證書，自治域服務(wù)器驗證數(shù)字證書，通過后會將客戶ID和密碼保存在自治域服務(wù)數(shù) 據(jù)庫中，客戶就成為網(wǎng)格用戶；網(wǎng)格用戶有任務(wù)提交時，先登陸自治域服務(wù)器，然后單點登陸，目的是避免用 戶在跨域服務(wù)請求時再次登陸其他自治域服務(wù)器，用戶提交對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任 要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的 權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值等，網(wǎng)格資源服務(wù)器通過驗證用戶的策略聲 明來決定是否提供服務(wù)即響應(yīng)用戶。2、 篩選網(wǎng)格節(jié)點將上述參數(shù)提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記 錄，以自治域所有資源節(jié)點為目標， 一一遍歷。以用戶為源頭，開始搜索信任路徑; 以圖2為例，對此過程進行詳細說明此樹狀圖分為4層，cycle表示樹的高度。用戶處在第一層即樹根(cyde=l)以此類推，直到cycle-4為子葉。用戶如果想要找到網(wǎng)格中所有符合自己要求的資 源節(jié)點來為自己提供服務(wù)，則要以所有節(jié)點作為目標節(jié)點進行一一遍歷，然后篩選 出可用節(jié)點。1) 首先打開用戶的信任記錄，先査找與用戶有直接信任關(guān)系的資源節(jié)點如果 沒有直接信任記錄則默認網(wǎng)格中所有節(jié)點的信任值為0.5，推薦因子也為0.5;此例 用戶與(1， 2， 3)三個資源節(jié)點存在直接信任關(guān)系，先從節(jié)點1開始，如果不是目 標節(jié)點則又以此1節(jié)點為源，進行深度遍歷；2) 判斷節(jié)點1有無進一步信任關(guān)系，若無則返回上一層進行廣度遍歷，(即 cycle=2，返回上一層cycle=l)。此例中，節(jié)點1有進一步信任關(guān)系；3) 判斷節(jié)點1的推薦因子是否大于推薦限值，若小于限值則該節(jié)點不可作為 中間推薦者，排除此路徑，返回上層繼續(xù)遍歷，否則進入下一步；4) 判斷節(jié)點1是否已經(jīng)出現(xiàn)在傳遞路徑中，如果是則取消此路徑，避免死鎖；如果沒有則可以作為中間推薦節(jié)點，繼續(xù)査找與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，進入下層遍歷，cycle+ + ;5) 直到深度遍歷結(jié)束后(査到cycled的9為止)才進行廣度，即橫向遍歷， 返回到cycle-2層，査找節(jié)點2，如果不是目標節(jié)點，并且沒有信任記錄，則轉(zhuǎn)到同 層的下一節(jié)點3;6) 再進行深度遍歷，直到所有節(jié)點都遍歷一遍，程序結(jié)束。7) 針對網(wǎng)格中的每個節(jié)點可能會多條路徑，有直接信任的，也有推薦信任的， 對其進行整合，按直接信任權(quán)重值和推薦信任權(quán)重值合并直接信任和推薦信任路徑， 加權(quán)平均后得出用戶對此節(jié)點的最終信任值。8) 然后再根據(jù)可信度限值篩選出滿足要求的節(jié)點。根據(jù)用戶提交的可信任度 限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點(大于等于參數(shù)值)，將此結(jié)果返還給 用戶。3、提交任務(wù)請求和結(jié)果返回用戶選擇服務(wù)選項，包括服務(wù)權(quán)利如讀、寫、修改操作，服務(wù)時間如起始時間、終止時間，IP地址匹配與否，從而生成策略文檔，進行策略匹配，用戶將策 略聲明提交給自治域服務(wù)器，通過本地策略，自治域服務(wù)器判斷是否提供服務(wù)給用 戶，如果通過則響應(yīng)用戶的請求，用戶將任務(wù)請求提交給自治域服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)可信節(jié)點的性能(如CPU性能)，將作業(yè)分成若干個子作業(yè)分配給各個可信節(jié)點完成，任務(wù)完成后，所有資源節(jié)點將結(jié)果返回給自治域服務(wù)器，服務(wù)器把各個子結(jié)果 整合之后發(fā)送給用戶一個完整的結(jié)果。 具體如下步驟1). 客戶首先在本地生成一個待簽發(fā)的本地證書，然后向認證中心CA(Certification authority)提交證書，請求授權(quán)； 步驟2).認證中心判斷客戶有無權(quán)限訪問網(wǎng)格資源，若有則認證中心用其私鑰簽署從客戶端發(fā)來的本地證書，并返回給用戶； 步驟3).客戶收到已簽發(fā)的證書后，向本自治域服務(wù)器進行注冊，并其發(fā)送自己的數(shù)字證書；步驟4).自治域服務(wù)器驗證數(shù)字證書，通過后會將客戶ID和密碼保存在自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中，客戶就成為網(wǎng)格用戶； 步驟5).網(wǎng)格用戶有任務(wù)提交時，先登陸自治域服務(wù)器；步驟6).單點登陸，避免用戶在跨域服務(wù)請求時再次登陸其他自治域服務(wù)器； 步驟7).用戶提交對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值等；步驟8).將上述參數(shù)提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記錄，以自治域所有資源節(jié)點為目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑； 步驟9).找到所有符合要求的節(jié)點后(對于同一節(jié)點可能會多條路徑如圖3所示，有直接信任的，也有推薦信任的)，按權(quán)重合并直接信任和推薦信任，計算得到所有節(jié)點的最終信任值； 步驟10).根據(jù)用戶提交的可信任度限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點(大于等于參數(shù)值)，將此結(jié)果返還給用戶； 步驟11).用戶選擇服務(wù)選項，包括服務(wù)權(quán)利如讀、寫、修改操作，服務(wù)時間如起始時間、終止時間，IP地址匹配與否； 步驟12).生成策略文檔，進行策略匹配，用戶將聲明提交給自治域服務(wù)器，通過本地策略，自治域服務(wù)器判斷是否提供服務(wù)給用戶； 步驟13).用戶將任務(wù)請求提交給自治域服務(wù)器；步驟14).服務(wù)器根據(jù)可信節(jié)點的性能(如CPU性能)，將作業(yè)分成若干個子作業(yè)分 配給各個可信節(jié)點完成；步驟15).將結(jié)果返回給用戶，任務(wù)完成；步驟16).用戶在與每個資源節(jié)點進行交互之后，會產(chǎn)生一個對此節(jié)點相應(yīng)的評價，所有的評價都被提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫； 步驟17).依據(jù)信任等級和歷史窗口參數(shù)，計算評價客體n的最終信任值，并更新用戶對實體信任關(guān)系記錄，供下次任務(wù)請求時使用； 步驟18).更新自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中參考實體的評價準確度(推薦因子)；至此，一個基于信任評估模型的訪問控制方法的具體實施過程結(jié)束。 步驟7)中用戶把對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞 路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值 等提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記錄，以自治域所 有資源節(jié)點為目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑，具體步驟如下1) 打開用戶節(jié)點的信任記錄，設(shè)用戶對其它資源節(jié)點的直接信任個數(shù)aum，從記錄 中找以用戶為源頭的所有資源節(jié)點目標，搜索信任路徑，此時位于搜索樹的第一層， 用cycle表示樹的層次，此時cycle^;2) 查找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，如果num=0此節(jié)點沒有記錄則默認它對網(wǎng)格中 所有節(jié)點的信任值為0.5，推薦因子也為0.5，遍歷結(jié)束；3) 如果mim!=0，則有信任記錄，用i表示是記錄中的第幾個節(jié)點，要求i〈=num，從記 錄的第i=l個節(jié)點開始判斷，此節(jié)點是否是目標節(jié)點；如果是，把推薦路徑和推薦 信任值或直接信任值記錄下來，繼續(xù)遍歷其他路徑的本目標節(jié)點；4) 如果不是目標節(jié)點，則判斷該節(jié)點有無進一歩信任對象，如果有，進入下步判斷；5) 該節(jié)點的推薦因子是否大于推薦限值，如果是，進入下步判斷；如果否， 則進一步判斷此節(jié)點的i是否等于rnrni，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索，如 果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；6) 傳遞路徑長度是否大于路徑限長，如果否，進入下步判斷；如果是則進一步判斷 此節(jié)點的i值是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索，如果等于說明 本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；7) 該節(jié)點是否已經(jīng)出現(xiàn)在傳遞路徑中，如果否，進入下步判斷；如果是則進一步判 斷此節(jié)點的i值是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索，如果等于說 明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；8) 該節(jié)點可以作為中間推薦節(jié)點，査找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，進入下層遍歷，cycle=cycle+l;9) 如果步驟4) 7)中有任何一個條件不能滿足都返回到上層后，進入下個記錄 節(jié)點的繼續(xù)遍歷；直到網(wǎng)格中所有節(jié)點都遍歷一遍，程序結(jié)束；10) 針對網(wǎng)格中的每個節(jié)點可能會多條路徑，有直接信任的，也有推薦信任的，對 其進行整合，按直接信任權(quán)重值和推薦信任權(quán)重值合并直接信任和推薦信任路徑， 加權(quán)平均后得出用戶對此節(jié)點的最終信任值；11) 然后再根據(jù)可信度限值篩選出滿足要求的節(jié)點，根據(jù)用戶提交的可信任度限值 參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點，只有資源節(jié)點的可信度大于等于可信度 限值才滿足要求，并將此結(jié)果返還給用戶。在這個過程中，用戶可能和幾十個甚至上百個資源進行了交互，每個資源實體 帶有惡意的概率是不一樣的，每個交互結(jié)束后，兩個交互的實體對對方會有個相應(yīng) 的評價，所有的評價都被提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，依據(jù)信任等級和歷史窗口參數(shù)， 由自治域服務(wù)器根據(jù)相應(yīng)的評價計算評價客體n的最終信任值，并更新用戶對實體 信任關(guān)系記錄，供下次任務(wù)請求時使用；還要更新自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中參考實體的 評價準確度(推薦因子)；至此， 一個基于信任評估模型的訪問控制方法的具體實施 過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法，其特征在于該方法將信任模型運用到訪問控制機制中，利用信任評估模型解決如何篩選出符合網(wǎng)格用戶要求的資源節(jié)點，來完成用戶提交的作業(yè)任務(wù)問題，具體如下步驟1.客戶首先在本地生成一個待簽發(fā)的本地證書，然后向認證中心提交證書，請求授權(quán)；步驟2.認證中心判斷客戶有無權(quán)限訪問網(wǎng)格資源，若有權(quán)限，則認證中心用其私鑰簽署從客戶端發(fā)來的本地證書，若客戶無權(quán)限，認證中心則拒絕為其私鑰簽名，并把判斷結(jié)果返還給用戶；步驟3.客戶收到已簽發(fā)的證書后，向本自治域服務(wù)器進行注冊，并附加自己的數(shù)字證書給服務(wù)器；步驟4.自治域服務(wù)器驗證數(shù)字證書，通過后會將客戶ID和密碼保存在自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中，客戶就成為網(wǎng)格用戶；步驟5.網(wǎng)格用戶有任務(wù)提交時，先登陸自治域服務(wù)器；步驟6.單點登陸，避免用戶在跨域服務(wù)請求時再次登陸其他自治域服務(wù)器；步驟7.用戶提交對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞路徑限長、直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值；步驟8.將上述參數(shù)提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記錄，以自治域所有資源節(jié)點為目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑；步驟9.找到所有符合要求的節(jié)點后按權(quán)重合并直接信任和推薦信任，計算得到所有節(jié)點的最終信任值；對于同一節(jié)點可能會多條路徑有直接信任的，也有推薦信任的，步驟10.根據(jù)用戶提交的可信任度限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點，只有信任度大于等于可信度限值的節(jié)點才滿足要求，并將此結(jié)果返還給用戶；步驟11.用戶選擇只可讀、只可寫、可以修改等服務(wù)操作選項，服務(wù)起始時間、終止時間，IP地址匹配與否，根據(jù)用戶提交的這些服務(wù)要求生成策略文檔；步驟12.生成策略文檔，進行策略匹配，用戶將聲明提交給自治域服務(wù)器，通過本地策略，自治域服務(wù)器判斷是否提供服務(wù)給用戶；步驟13.用戶將任務(wù)請求提交給自治域服務(wù)器；步驟14.服務(wù)器根據(jù)可信節(jié)點的性能即CPU性能，將作業(yè)分成若干個子作業(yè)分配給各個可信節(jié)點完成；步驟15.將結(jié)果返回給用戶，任務(wù)完成；步驟16.用戶在與每個資源節(jié)點進行交互之后，會產(chǎn)生一個對此節(jié)點相應(yīng)的評價，所有的評價都被提交到自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫；步驟17.依據(jù)信任等級和歷史窗口參數(shù)，評價計算資源節(jié)點的最終信任值，并更新用戶對該節(jié)點信任關(guān)系記錄，供下次任務(wù)請求時使用；步驟18.更新自治域服務(wù)數(shù)據(jù)庫中推薦節(jié)點的評價準確度，即推薦因子；至此，一個基于信任評估模型的訪問控制方法的具體實施過程結(jié)束。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法，其特征在于步驟 7中用戶把對網(wǎng)格資源節(jié)點的信任要求，包括信任等級、歷史窗口、傳遞路徑限長、 直接信任的權(quán)重值、推薦信任的權(quán)重值、推薦因子限值、可信任度限值提交到自治 域服務(wù)數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中打開本用戶節(jié)點的信任記錄，以自治域所有資源節(jié)點為 目標，以用戶為源頭，搜索信任路徑，具體步驟如下-步驟71.打開用戶節(jié)點的信任記錄，設(shè)用戶對其它資源節(jié)點的直接信任個數(shù) wum，從記錄中找以用戶為源頭的所有資源節(jié)點目標，搜索信任路徑，此時位于搜索 樹的第一層，用cycle表示樹的層次，此時cycl^l;步驟72.査找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，如果num=0此節(jié)點沒有記錄則默認 它對網(wǎng)格中所有節(jié)點的信任值為0. 5，推薦因子也為0. 5，遍歷結(jié)束；步驟73,如果nurai^,則有信任記錄，用i表示是記錄中的第幾個節(jié)點，要求 i<=mim,從記錄的第i^個節(jié)點開始判斷此節(jié)點是否是目標節(jié)點；如果是，把推薦路 徑和推薦信任值或直接信任值記錄下來，繼續(xù)遍歷其他路徑的本目標節(jié)點；步驟74.如果不是目標節(jié)點，則判斷該節(jié)點有無進一步信任對象，如果有，進 入下步判斷；步驟75.該節(jié)點的推薦因子是否大于推薦限值，如果是，進入下步判斷；如果 否，則進一步判斷此節(jié)點的i是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索， 如果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟76.傳遞路徑長度是否大于路徑限長，如果否，進入下步判斷；如果是則進一步判斷此節(jié)點的i值是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索，如 果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟77.該節(jié)點是否已經(jīng)出現(xiàn)在傳遞路徑中，如果否，進入下步判斷；如果是 則進一步判斷此節(jié)點的i值是否等于num，如果不等就對第i+l個節(jié)點進行搜索， 如果等于說明本層廣度遍歷結(jié)束，返回上層節(jié)點繼續(xù)遍歷；步驟78.該節(jié)點可以作為中間推薦節(jié)點，查找所有與之有關(guān)聯(lián)的資源節(jié)點，進 入下層遍歷，cycle=cycle+l;步驟79.如果步驟74 步驟77中有任何一個條件不能滿足都返回到上層后， 進入下個記錄節(jié)點的繼續(xù)遍歷；直到網(wǎng)格中所有節(jié)點都遍歷一遍，程序結(jié)束；步驟710.針對網(wǎng)格中的每個節(jié)點可能會多條路徑，有直接信任的，也有推薦信 任的，對其進行整合，按直接信任權(quán)重值和推薦信任權(quán)重值合并直接信任和推薦信 任路徑，加權(quán)平均后得出用戶對此節(jié)點的最終信任值；步驟711.然后再根據(jù)可信度限值篩選出滿足要求的節(jié)點，根據(jù)用戶提交的可信 任度限值參數(shù)篩選出符合用戶要求的所有可信節(jié)點，只有資源節(jié)點的可信度大于等 于可信度限值才滿足要求，并將此結(jié)果返還給用戶。
全文摘要
基于信任模型的動態(tài)訪問控制方法，是一種動態(tài)訪問控制的安全解決方案，主要用于解決用戶如何篩選出網(wǎng)格中可信任節(jié)點的問題，進而把用戶提交的任務(wù)按照各個資源節(jié)點的能力優(yōu)化分配，滿足用戶海量作業(yè)的需求。并且利用信任模型和信任評估控制機制對網(wǎng)格社區(qū)中的資源提供者和資源消費者實施安全保護以及對其提交任務(wù)的質(zhì)量保證。該方法將信任模型運用到訪問控制機制中，利用信任評估模型解決如何篩選出符合網(wǎng)格用戶要求的資源節(jié)點，來完成用戶提交的作業(yè)任務(wù)問題，解決在網(wǎng)格計算環(huán)境下，網(wǎng)格用戶與本虛擬組織內(nèi)的網(wǎng)格實體以及其他虛擬組織的實體間的協(xié)同合作、共享資源的安全性和動態(tài)性問題，構(gòu)建網(wǎng)格計算環(huán)境中對用戶進行授權(quán)的安全體系結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04L29/06GK101257386SQ20081001966
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者任勛益, 琳 張, 楊 王, 芳 王, 王汝傳, 王海艷 申請人:南京郵電大學