專利名稱：用于開放網(wǎng)絡(luò)信息獲取系統(tǒng)的多移動主體可信交互方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于在網(wǎng)格計(jì)算、對等計(jì)算或云計(jì)算等開放網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中， 利用多移動主體技術(shù)來構(gòu)建相應(yīng)的信息獲取等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，為了保障系統(tǒng)運(yùn) 行的安全可靠性，可采用的一種可信交互方法。本技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī) 軟件、信息安全的交叉技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷普及。網(wǎng)格計(jì)算、對 等計(jì)算或云計(jì)算等開放的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境為人們提供了海量的信息資源。人們需要 高效的網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)助人們搜索信息、獲取信息和過濾信息，提取有價(jià)值 的內(nèi)容。
目前國內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)都對信息獲取系統(tǒng)中的核心技術(shù)(包括信息獲取模 型、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手段、性能優(yōu)化技術(shù)等)進(jìn)行了深入的研究，并實(shí)現(xiàn)了谷歌、百度 和天網(wǎng)等實(shí)用的信息搜索引擎。
目前的互聯(lián)網(wǎng)上的信息獲取系統(tǒng)通常是由信息目錄服務(wù)器按照一定的周期不 斷派出軟件機(jī)器人程序以某種策略自動地在網(wǎng)絡(luò)中搜集和發(fā)現(xiàn)信息，由索引器為 搜集到的信息建立索引，由檢索器根據(jù)用戶的査詢輸入檢索索引庫，并將査詢結(jié) 果返回給用戶。
這種信息獲取的方式有以下缺陷檢索實(shí)效性差，目前互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)的變更和 信息的更替速度非?？?，使得定期的信息更新變得不夠及時(shí)，用戶常常檢索不到 新的信息，同時(shí)信息目錄服務(wù)器里面還存放了已不存在的信息內(nèi)容；耗費(fèi)大量的 系統(tǒng)資源、網(wǎng)絡(luò)資源或者人力資源，目前的信息獲取系統(tǒng)在進(jìn)行信息搜索時(shí)，大 都是將遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的網(wǎng)頁內(nèi)容全部或者部分下載到本地，然后才能進(jìn)行索引處理， 由于下載的頁面中有許多無用的或暫時(shí)的信息，勢必會耗費(fèi)大量的系統(tǒng)資源，并 影響索引速度，同時(shí)也增加了網(wǎng)絡(luò)流量，浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)通信資源。
將多移動主體技術(shù)應(yīng)用于信息獲取中，可以為用戶提供個(gè)性化、實(shí)效性高、 節(jié)省系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息獲取模型。盡管采用多移動主體技來構(gòu)建信息獲 取系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)也帶來一些新的問題，其中最主要的是安全及可 靠性問題。目前研究者對安全問題展開了一定的研究，提出了一些方法和技術(shù)。 而本發(fā)明則是從開放網(wǎng)絡(luò)信息獲取應(yīng)用系統(tǒng)的角度出發(fā)，針對著面向開放網(wǎng)絡(luò)計(jì) 算環(huán)境中的基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)存在的安全問題給出科學(xué)的可信交互 方法。本發(fā)明專利對其它基于多移動主體的應(yīng)用系統(tǒng)也有很好的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的為了解決在網(wǎng)格計(jì)算、對等計(jì)算或云計(jì)算等開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中基于多移動主體技術(shù)構(gòu)建信息獲取等應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)存在的各種安全問題， 由此提供一種用于開放網(wǎng)絡(luò)信息獲取系統(tǒng)的多移動主體可信交互方法。
技術(shù)方案本發(fā)明主要是提供一種完整的多移動主體可信交互方法，該方法 適用于采用多移動主體技術(shù)構(gòu)建信息獲取等開放網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。基于多移動主體 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)提高信息實(shí)效性高、節(jié)省系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息獲取系統(tǒng)，但同 時(shí)也帶來了各種安全威脅。本專利針對可能的各種不安全因素，制定了相應(yīng)安全 策略，并構(gòu)建了一套完整的可信賴的交互方法，包括體系架構(gòu)、工作原理及運(yùn)行 流程和實(shí)現(xiàn)方法。該可信交互方法雖然針對信息獲取系統(tǒng)提出，但其通用性使其 可很好的應(yīng)用于其它基于多移動主體的系統(tǒng)中，具有普適性。
一、基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和工作原理
智能主體技術(shù)的誕生和發(fā)展是分布式人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié) 果。主體和多主體的研究近幾年來已成為基于網(wǎng)絡(luò)的分布式人工智能研究的一個(gè) 熱點(diǎn)。在開放分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下主體系統(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都設(shè)有相對獨(dú)立的智能 主體，它們具有自主性，并能根據(jù)具有的知識信念以及周圍發(fā)生的事件進(jìn)行推理、 規(guī)劃與通信。多個(gè)智能主體之間彼此在邏輯上相互獨(dú)立，通過共享知識、任務(wù)和 中間結(jié)果，協(xié)同在工作中形成問題的解決方案。這里，多移動主體體系的分散意 味著控制、運(yùn)算數(shù)據(jù)、知識在邏輯上或者地理上是分布的，從而可以分擔(dān)負(fù)載； 而松散耦合表明每個(gè)智能主體均將更多的時(shí)間用于自主計(jì)算或者知識處理，在網(wǎng) 絡(luò)上傳遞的僅僅是由具有移動性的主體所攜帶的最終結(jié)果，而不是中間內(nèi)容。多 移動主體技術(shù)應(yīng)用于信息獲取系統(tǒng)可以獲得更高的性能。
基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)的運(yùn)行平臺分為三個(gè)區(qū)域檢索用戶域、信 息目錄服務(wù)器域、信息提供服務(wù)器域，其上運(yùn)行著基本相同的主體服務(wù)器和不同 功能的主體，系統(tǒng)的整體模型如圖1所示。根據(jù)主體間數(shù)據(jù)流和指令流的內(nèi)在層 次關(guān)系，系統(tǒng)中存在以下7種主體
(1) 用戶檢索代理主體(簡稱URBA)駐留于檢索用戶客戶機(jī)上，負(fù)責(zé)管 理用戶的身份和檢索偏好等個(gè)人信息，并通過用戶的檢索經(jīng)驗(yàn)的反饋信息，不斷 訓(xùn)練，自動修正用戶真正的檢索偏好和己獲得檢索偏好參數(shù)之間的誤差，從而代 替用戶提交能盡量反映用戶當(dāng)前真實(shí)需要的檢索請求，包括 <關(guān)鍵詞，檢索偏好， 更新時(shí)間>，并將檢索結(jié)果個(gè)性化的呈現(xiàn)給用戶；
(2) 數(shù)據(jù)傳遞主體(簡稱DTA)可移動主體，負(fù)責(zé)在檢索用戶客戶機(jī)和信 息目錄服務(wù)器之間傳遞檢索請求、檢索結(jié)果，在信息目錄服務(wù)器和信息提供服務(wù) 器之間傳遞關(guān)鍵信息等數(shù)據(jù)的移動主體；
(3) 信息抽取主體(簡稱IEA)駐留于信息提供服務(wù)器上，能夠主動分析 整理主機(jī)的信息資源，從中提取資源的關(guān)鍵信息，包括 <主題，摘要，主要內(nèi)容， 類別，頁面格式，鏈接信息，頁面統(tǒng)一資源定位符，更新時(shí)間>，并通過派生出的 DTA，傳遞到信息目錄服務(wù)器上；
(4) 信息分析主體(簡稱IAA)駐留于信息目錄服務(wù)器上，將由正A派來的DTA所攜帶的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行分類整理，并按照一定的方式存儲至索引數(shù)據(jù)庫中， 或是更新索引數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容；
(5) 主機(jī)監(jiān)控主體(簡稱HMA)駐留于信息提供服務(wù)器上，負(fù)責(zé)監(jiān)視主機(jī) 運(yùn)行和信息資源的變動情況，并將主機(jī)的性能等運(yùn)行情況通過DTA主動報(bào)告給信 息目錄服務(wù)器上的IAA，將信息變動情況即時(shí)通知本地的IEA;
(6) 信息匹配主體(簡稱IMA)駐留于信息目錄服務(wù)器上，負(fù)責(zé)接收由URBA 派來的DTA所攜帶的檢索請求，通過內(nèi)在的檢索算法從索引數(shù)據(jù)庫中搜索出匹配 的信息，再按照檢索請求的限定的排序策略，對結(jié)果進(jìn)行排序，反饋給DTA;
(7) 網(wǎng)絡(luò)巡視主體(簡稱NIA)可移動主體，由信息目錄服務(wù)器派發(fā)，在 網(wǎng)絡(luò)各主機(jī)節(jié)點(diǎn)間漫游，主動發(fā)現(xiàn)各信息提供服務(wù)器的當(dāng)前情況，防止由于主機(jī) 宕機(jī)或是服務(wù)終止造成索引數(shù)據(jù)庫中存在無效信息，或是無法及時(shí)新的資源節(jié)點(diǎn)。
基于多移動主體的信息獲取模型采用駐留于信息提供服務(wù)器上的智能主體 (信息抽取主體正A、主機(jī)監(jiān)控主體HMA)來替代軟件機(jī)器人。HMA將主機(jī)運(yùn) 行的當(dāng)前情況主動通知信息目錄服務(wù)器，將信息資源的變動情況通知IEA; IEA 提取資源的關(guān)鍵信息，并僅僅將分析提取的結(jié)果通過派生出的DTA，傳遞到信息 目錄服務(wù)器上。這樣， 一方面信息目錄服務(wù)器獲得的都是當(dāng)前的最新信息，達(dá)到 很高的實(shí)效性；另一方面，無用的信息和舊信息無需傳遞，降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。 同時(shí)，為避免防止由于主機(jī)宕機(jī)等原因，造成索引數(shù)據(jù)庫中存在無效信息， 以及增加新的資源節(jié)點(diǎn)信息不能及時(shí)入庫，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)巡視主體NIA，在網(wǎng) 絡(luò)各主機(jī)節(jié)點(diǎn)間漫游，主動發(fā)現(xiàn)各信息提供服務(wù)器的當(dāng)前情況，進(jìn)一步保證了系 統(tǒng)的實(shí)效性。
在該模型中，將原來集中于信息目錄服務(wù)器上的模塊功能，通過主體技術(shù)合 理的分布于檢索用戶機(jī)、信息目錄服務(wù)器和信息提供服務(wù)器之上，這樣就避免了 將所有的計(jì)算都由信息目錄服務(wù)器承擔(dān)，從而造成信息目錄服務(wù)器負(fù)擔(dān)極重，成 為性能的瓶頸。
二、系統(tǒng)安全問題分析
系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，信息目錄服務(wù)器、信息提供服務(wù)器和檢索用戶客戶機(jī)都面臨
著來自惡意主機(jī)和惡意主體的多種安全威脅
(1) 惡意主機(jī)冒充信息提供服務(wù)器通過DTA向信息目錄服務(wù)器發(fā)送虛假 資源的關(guān)鍵信息；
(2) 惡意主機(jī)冒充信息目錄服務(wù)器向信息提供服務(wù)器發(fā)送惡意NIA,對信 息提供服務(wù)器進(jìn)行竊密、破壞等攻擊；
(3) 信息提供服務(wù)器和檢索客戶機(jī)發(fā)出的DTA到達(dá)的信息目錄服務(wù)器是 由惡意主機(jī)冒充的，目的是讓檢索用戶無法搜索到相關(guān)內(nèi)容；
(4) 惡意主機(jī)或是惡意的信息提供服務(wù)器為同其它信息提供服務(wù)器競爭， 不斷向信息目錄服務(wù)器派送DTA，從而消耗信息目錄服務(wù)器計(jì)算資 源，達(dá)到拒絕服務(wù)的目的；
5(5) 信息提供服務(wù)器發(fā)出的DTA在網(wǎng)上傳輸過程中其代碼或攜帶的數(shù)據(jù) 被竊取(私密數(shù)據(jù))或被篡改，甚至被修改為惡意主體；
(6) 信息目錄服務(wù)器發(fā)出的NIA，在巡視網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的過程中被途經(jīng)節(jié)點(diǎn)修 改(如NIA的路由表被修改或是代碼和數(shù)據(jù)被替換)，或是其私密數(shù) 據(jù)被竊取，甚至被修改為惡意主體；
(7) 惡意主體侵入信息目錄服務(wù)器、信息提供服務(wù)器和檢索用戶客戶機(jī)， 竊取系統(tǒng)的私有信息，或?qū)ο到y(tǒng)作破壞性攻擊；
(8) 信息目錄服務(wù)器發(fā)出的NIA和信息提供服務(wù)器和檢索客戶機(jī)發(fā)出的 DTA雖然來自合法方，但其行為超出規(guī)定的權(quán)限。
(9) 信息提供服務(wù)器為了競爭，向信息目錄服務(wù)器發(fā)出的DTA攜帶的關(guān) 鍵信息是虛假的，其實(shí)信息提供服務(wù)器上并不擁有該項(xiàng)資源。
三、 多移動主體可信交互方法架構(gòu)
為了解決上述的安全問題，同時(shí)為了減少因?yàn)榘踩远鵂奚南到y(tǒng)性能，我 們構(gòu)建如圖2所示的多移動主體可信交互方法架構(gòu)。
模型分為兩個(gè)層次，底層為基本可信服務(wù)設(shè)施層，上層為可信交互功能層。 其中基本可信服務(wù)設(shè)施層主要包括密碼算法庫、安全證書服務(wù)、安全審計(jì)以及本
地代理處服務(wù)等模塊，這些模塊為上層的可信功能層提供與具體應(yīng)用無關(guān)的安全 服務(wù)；上層的可信功能層包括了加密與簽名、完整性檢査、身份鑒別、安全碼驗(yàn) 證、可信度評估、訪問控制、安全套接層(secure socket layer，簡稱SSL)等高層 安全服務(wù)。
四、 多移動主體可信交互方法的工作流程
基于多移動主體可信交互方法的信息獲取系統(tǒng)的工作流程如圖3所示
1、 網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方和接收方首先確認(rèn)的雙方合法身份，
并核實(shí)雙方的網(wǎng)絡(luò)地址，并為雙方分配本次信息交換的執(zhí)行序列號；
2、 本地主體將信息提交給網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體，對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù) 據(jù)傳遞主體進(jìn)行簽名，并對其中的私密數(shù)據(jù)進(jìn)行與加密；
3 、將簽名并加密后的網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體通過基于安全套接層的加 密信道發(fā)送到接收方主機(jī)上，接收方的接受模塊予以接收，并送入多移動主體可 信交互方法進(jìn)行安全檢查；
4、 接收方完整性檢查模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的完整性進(jìn)行驗(yàn)證， 如通過驗(yàn)證則轉(zhuǎn)至步驟5，否則通知發(fā)送方重新發(fā)送該主體，并轉(zhuǎn)步驟3;
5、 身份鑒別模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體進(jìn)行身份認(rèn)證，對網(wǎng)絡(luò)巡視 主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方身份、執(zhí)行序列號等信息進(jìn)行判斷，如通過驗(yàn)證則轉(zhuǎn) 至步驟6，否則，丟棄該主體；
6、 安全碼驗(yàn)證模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體中的代碼進(jìn)行測試，如果 發(fā)現(xiàn)惡意的或存在安全隱患的代碼，則拒絕執(zhí)行，并通知發(fā)送方重新發(fā)送，并轉(zhuǎn) 步驟3，如果沒有發(fā)現(xiàn)則轉(zhuǎn)步驟7;7、 可信度評估模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方進(jìn)行權(quán)限評估，
為其本次執(zhí)行分配權(quán)限；
8、 訪問控制模塊按照分配的權(quán)限監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體在本地主
機(jī)上的運(yùn)行，并與本地主體交換信息。
在信息檢索任務(wù)的執(zhí)行過程中，安全審計(jì)模塊追蹤、記錄所有與安全有關(guān)的 事件，生成網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體安全日志和檢索服務(wù)器、本被檢索主機(jī)等 運(yùn)行環(huán)境的服務(wù)安全日志。
有益效果多移動主體可信交互方法可以解決上述所有的安全問題，達(dá)到如 下的效果
(1) 身份鑒別(authentication).第一，針對威脅A，用于鑒別向信息目錄 服務(wù)器發(fā)送DTA的信息提供服務(wù)器的合法身份；第二，針對威脅B，用于鑒別向 信息提供服務(wù)器發(fā)送NIA的信息目錄服務(wù)器的合法身份；第三，針對威脅C，用 于鑒別信息目錄服務(wù)器的合法身份；
(2) 保密性(secrecy).針對威脅E、 F，防止在網(wǎng)絡(luò)中移動的NIA和DTA 中攜帶的私密數(shù)據(jù)(如密鑰等)被惡意主機(jī)竊取；
(3) 完整性(integrity).網(wǎng)絡(luò)傳輸錯(cuò)誤或內(nèi)部信息遭篡改都會導(dǎo)致完整性驗(yàn) 證失敗。第一，針對威脅E，信息目錄服務(wù)器需要對信息提供服務(wù)器發(fā)來的DTA 的代碼和數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性驗(yàn)證；第二，針對威脅F，信息提供服務(wù)器在接收NIA 時(shí)驗(yàn)證NIA的代碼的完整性；
(4) 訪問控制(access control).主機(jī)對外來的DTA或NIA等主體進(jìn)行嚴(yán)格 授權(quán)，并按照授權(quán)的結(jié)果進(jìn)行訪問控制。第一，針對威脅D，用于控制信息提供 服務(wù)器向信息目錄服務(wù)器發(fā)送DTA的次數(shù)；第二，針對威脅G、 H，嚴(yán)格將外來 的主體在本地主機(jī)上的操作限制在其訪問權(quán)限之內(nèi)。
(5) 可信度(reliability).針對威脅I，基于審計(jì)記錄對信息提供服務(wù)器的 可信度進(jìn)行評估，采用相關(guān)的懲罰機(jī)制(如排名權(quán)值下降、訪問限制等)對不誠 實(shí)的主機(jī)進(jìn)行處罰。


圖1基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)模型，其中URBA指用戶檢索代理主體， DTA指數(shù)據(jù)傳遞主體，正A指信息抽取主體，IAA指信息分析主體，HMA指主 機(jī)監(jiān)控主體，IMA指信息匹配主體，NIA指網(wǎng)絡(luò)巡視主體。
圖2多移動主體可信交互方法架構(gòu)圖，其中JCE指Java語言密碼擴(kuò)展，JSSE 指Java語言安全套接字?jǐn)U展包，JAAS指Java語言鑒別與授權(quán)服務(wù)。DTA指數(shù) 據(jù)傳遞主體，NIA指網(wǎng)絡(luò)巡視主體。
圖3是基于多移動主體可信交互方法的信息獲取系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
多移動主體可信交互方法流程為
步驟1、主體的發(fā)送方和接收方首先確認(rèn)的雙方合法身份，并核實(shí)雙方的網(wǎng) 絡(luò)地址，并為雙方分配本次信息交換的執(zhí)行序列號；
步驟2、本地主體將信息提交給網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體，對網(wǎng)絡(luò)巡視主 體/數(shù)據(jù)傳遞主體進(jìn)行簽名，并對其中的私密數(shù)據(jù)進(jìn)行與加密；
步驟3、將簽名并加密后的網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體通過基于安全套接層
的加密信道發(fā)送到接收方主機(jī)上，接收方的接受模塊予以接收，并送入多移動主
體可信交互方法進(jìn)行安全檢査；
步驟4、接收方完整性檢查模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的完整性進(jìn)行 驗(yàn)證，如通過驗(yàn)證則轉(zhuǎn)至步驟5，否則通知發(fā)送方重新發(fā)送該主體，并轉(zhuǎn)步驟3;
步驟5、身份鑒別模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體進(jìn)行身份認(rèn)證，對網(wǎng)絡(luò) 巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方身份、執(zhí)行序列號等信息進(jìn)行判斷，如通過驗(yàn)證
則轉(zhuǎn)至步驟6，否則，丟棄該主體；
步驟6、安全碼驗(yàn)證模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體中的代碼進(jìn)行測試， 如果發(fā)現(xiàn)惡意的或存在安全隱患的代碼，則拒絕執(zhí)行，并通知發(fā)送方重新發(fā)送，
并轉(zhuǎn)步驟3，如果沒有發(fā)現(xiàn)則轉(zhuǎn)歩驟7;
步驟7、可信度評估模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方進(jìn)行權(quán)限評 估，為其本次執(zhí)行分配權(quán)限；
步驟8、訪問控制模塊按照分配的權(quán)限監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體在本 地主機(jī)上的運(yùn)行，并與本地主體交換信息。
該多移動主體可信交互方法分為兩個(gè)層次，底層為基本可信服務(wù)設(shè)施層，上 層為可信交互功能層；其中基本可信服務(wù)設(shè)施層主要包括密碼算法庫、安全證書 服務(wù)、安全審計(jì)以及本地代理處服務(wù)等模塊，這些模塊為上層的可信功能層提供 與具體應(yīng)用無關(guān)的安全服務(wù)；上層的可信功能層包括了加密與簽名、完整性檢査、 身份鑒別、安全碼驗(yàn)證、可信度評估、訪問控制、安全套接層等高層安全服務(wù)； 基于Java2平臺所具有的鑒別、加密、審計(jì)等安全特性和沙箱安全模型，以及采 用Java語言開發(fā)移動代碼的便捷特點(diǎn)，基于多移動主體可信交互方法的應(yīng)用系統(tǒng) 采用Java來實(shí)現(xiàn)
(1)身份鑒別的實(shí)現(xiàn).多移動主體可信交互方法基于X.509證書機(jī)制來實(shí)現(xiàn) 主體發(fā)送方與主體接收方的相互的身份表示和鑒別。采用Java 2平臺的SDK (Software Development Kit,軟件開發(fā)工具包)中的keytool工具和JCE (Java cryptography extension, Java語言密碼擴(kuò)展)1.2.1創(chuàng)建X.509證書，并實(shí)現(xiàn)對證 書的存儲、分配等管理功能。
這保證了信任評估方法"步驟1"中的主體的發(fā)送方和接收方可以有效確認(rèn) 的雙方合法身份的實(shí)現(xiàn)。利用證書還可以實(shí)現(xiàn)信任評估方法"步驟2"中的數(shù)字 簽名。也保證了信任評估方法"步驟5"中對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體及其發(fā) 送方的身份認(rèn)證的實(shí)現(xiàn)。(2) 保密性的實(shí)現(xiàn).多移動主體可信交互方法不采用其它主體系統(tǒng)常使用的 非對稱的RSA加密算法(一種常用的非對稱加密算法，Ron Rivest、 Adi Shamir 和LenAdleman三位麻省理工學(xué)院教授于1977年研制并于1978年首次發(fā)表)。算 法安全性很高，但計(jì)算量太大，應(yīng)用于信息檢索系統(tǒng)中將會降低系統(tǒng)的性能。在 本系統(tǒng)中安全的實(shí)現(xiàn)采用兩個(gè)層次使用JSSE( Java Secure Sockets Extension, Java 安全套接字?jǐn)U展包)1.0.2提供了 SSL的加密功能，實(shí)現(xiàn)傳輸層上的數(shù)據(jù)加密； 使用JCE中提供的基本加密算法，實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)郊用芩惴?，?shí)現(xiàn)應(yīng)用層上的數(shù)據(jù)加密。 其中RIM對數(shù)據(jù)量大的明文采用計(jì)算量相對較小的對稱加密算法IDEA
(International Data Encryption Algorithm,國際數(shù)據(jù)加密算法)來加密，對IDEA 的128位密鑰采用RSA算法加密。收件方用RSA算法解密出IDEA密鑰，再用 IDEA密鑰解密數(shù)據(jù)本身。RIM既有非對稱算法的高安全性和密鑰分發(fā)的方便性， 又有對稱算法的快捷性。
這保證了信任評估方法"步驟2"和"步驟3"中對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞 主體和私密數(shù)據(jù)的加密的實(shí)現(xiàn)。
(3) 完整性的實(shí)現(xiàn).多移動主體可信交互方法采用數(shù)字簽名方法來實(shí)現(xiàn)對移 動主體的完整性的驗(yàn)證。采用JCE中的安全消息摘要和非對稱加密算法來實(shí)現(xiàn)數(shù) 字簽名。為了減少因?yàn)楹灻麕淼男阅軗p耗，在數(shù)字簽名時(shí)，先用散列算法MD5
(Message digest 5，消息摘要算法)產(chǎn)生信息量相對較少的信息摘要，僅用RSA 私有密鑰對信息摘要加密，再加上作者及日期等信息作為一個(gè)簽名；在驗(yàn)證完整 性時(shí),首先用發(fā)送方的RSA公有密鑰解密出信息摘要Dl，然后用相同的散列算法 產(chǎn)生接收信息的摘要D2，若Dl不同于D2,則完整性驗(yàn)證失敗。
這保證了信任評估方法"步驟4"中的對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的完整 性的驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)。
(4) 訪問控制的實(shí)現(xiàn).多移動主體可信交互方法根據(jù)對主體發(fā)送方身份鑒別 的結(jié)果，根據(jù)采用Java 2 SDK的policytool工具指定的安全規(guī)則來對移動主體在 本地主機(jī)上的本次活動進(jìn)行控制，首先利用Java2SDK開發(fā)的安全碼驗(yàn)證模塊對 其代碼進(jìn)行安全性驗(yàn)證，僅允許其執(zhí)行限定功能；采用JAAS (JavaAuthentication and Authorization Service, Java鑒別與授權(quán)服務(wù))1.0根據(jù)身份鑒別和可信度評估 的結(jié)果為移動主體附上相應(yīng)的鑒別信任狀(Credential),最終實(shí)現(xiàn)其在本地上的訪 問控制。這保證了信任評估方法"步驟6"中對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體中的 代碼的安全性驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)，也保證了 "步驟8"中訪問控制模塊的實(shí)現(xiàn)。
(5) 可信度評估的實(shí)現(xiàn).多移動主體可信交互方法采用Java2平臺的審計(jì)特 性，對移動主體進(jìn)行審計(jì)，采用Java Logging提供的API (Application Programming Interface,應(yīng)用編程接口)函數(shù)追蹤、記錄與安全有關(guān)的所有事件，根據(jù)日志記錄， 對發(fā)送方進(jìn)行可信度評估。
這保證了信任評估方法"步驟7"中對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方 權(quán)限評估的實(shí)現(xiàn)，也提供了 "步驟8"中訪問控制模塊的實(shí)現(xiàn)前提。
權(quán)利要求
1、一種用于開放網(wǎng)絡(luò)信息獲取系統(tǒng)的多移動主體可信交互方法，其特征在于該多移動主體可信交互方法分為兩個(gè)層次，底層為基本可信服務(wù)設(shè)施層，上層為可信交互功能層；其中基本可信服務(wù)設(shè)施層主要包括密碼算法庫、安全證書服務(wù)、安全審計(jì)以及本地代理處服務(wù)等模塊，這些模塊為上層的可信功能層提供與具體應(yīng)用無關(guān)的安全服務(wù)；上層的可信功能層包括了加密與簽名、完整性檢查、身份鑒別、安全碼驗(yàn)證、可信度評估、訪問控制、安全套接層等高層安全服務(wù)；多移動主體可信交互方法流程為步驟1、主體的發(fā)送方和接收方首先確認(rèn)的雙方合法身份，并核實(shí)雙方的網(wǎng)絡(luò)地址，并為雙方分配本次信息交換的執(zhí)行序列號；步驟2、本地主體將信息提交給網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體，對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體進(jìn)行簽名，并對其中的私密數(shù)據(jù)進(jìn)行與加密；步驟3、將簽名并加密后的網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體通過基于安全套接層的加密信道發(fā)送到接收方主機(jī)上，接收方的接受模塊予以接收，并送入多移動主體可信交互方法進(jìn)行安全檢查；步驟4、接收方完整性檢查模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的完整性進(jìn)行驗(yàn)證，如通過驗(yàn)證則轉(zhuǎn)至步驟5，否則通知發(fā)送方重新發(fā)送該主體，并轉(zhuǎn)步驟3；步驟5、身份鑒別模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體進(jìn)行身份認(rèn)證，對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方身份、執(zhí)行序列號等信息進(jìn)行判斷，如通過驗(yàn)證則轉(zhuǎn)至步驟6，否則，丟棄該主體；步驟6、安全碼驗(yàn)證模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體中的代碼進(jìn)行測試，如果發(fā)現(xiàn)惡意的或存在安全隱患的代碼，則拒絕執(zhí)行，并通知發(fā)送方重新發(fā)送，并轉(zhuǎn)步驟3，如果沒有發(fā)現(xiàn)則轉(zhuǎn)步驟7；步驟7、可信度評估模塊對網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體的發(fā)送方進(jìn)行權(quán)限評估，為其本次執(zhí)行分配權(quán)限；步驟8、訪問控制模塊按照分配的權(quán)限監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)巡視主體/數(shù)據(jù)傳遞主體在本地主機(jī)上的運(yùn)行，并與本地主體交換信息。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于在網(wǎng)格計(jì)算、對等計(jì)算或云計(jì)算等開放網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中，利用多移動主體技術(shù)來構(gòu)建相應(yīng)的信息獲取等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，可采用的一種可信交互方法。本發(fā)明從開放網(wǎng)絡(luò)信息獲取的應(yīng)用角度出發(fā)，針對著面向開放網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境中的基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)存在的安全問題給出可信交互方法及解決方法。說明書首先介紹了基于多移動主體的信息獲取系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和工作原理，深入分析了系統(tǒng)安全問題，設(shè)計(jì)了多移動主體可信交互方法架構(gòu)，提出了多移動主體可信交互方法的具體工作流程。多移動主體可信交互方法解決了上述的安全問題，本發(fā)明對其它基于多移動主體的應(yīng)用系統(tǒng)也有參考價(jià)值。
文檔編號H04L9/00GK101674324SQ20091003582
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者孫力娟, 徐小龍, 梅哲滔, 熊婧夷, 王汝傳, 竇孝晨, 陳丹偉, 翔 高 申請人:南京郵電大學(xué)