基于Web服務(wù)的訪問控制技術(shù)研究

吳海波

（淮南師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程系，安徽 淮南 232038）

Web服務(wù)是一個(gè)新型的服務(wù)協(xié)議，具有簡單、可擴(kuò)展、開放性、松散耦合和跨平臺等特點(diǎn)，通過Web技術(shù)，使各種不同平臺上的系統(tǒng)能夠方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)和功能共享，實(shí)現(xiàn)互操作。但Web服務(wù)作為一種新興技術(shù)，不可避免的有其局限性，突出問題就是安全性。因此為保證Web服務(wù)的安全性和互操作性，亟待找到一種方案以解決其訪問控制的安全問題。

本文研究了單點(diǎn)登錄技術(shù)和訪問控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)基于SAML的單點(diǎn)登錄和基于XACML的Web服務(wù)訪問控制系統(tǒng)模型，該模型支持集中的用戶管理和統(tǒng)一的身份認(rèn)證，并且經(jīng)過分布與集中相結(jié)合的服務(wù)和授權(quán)進(jìn)行訪問控制。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 SAML技術(shù)

1.1.1 SAML概念

SAML是由OASIS安全服務(wù)協(xié)會制定的基于XML框架的一種安全性標(biāo)準(zhǔn)，稱為安全聲明標(biāo)記語言。SAML具有以下特點(diǎn)：提供單點(diǎn)登錄身份驗(yàn)證的功能；每個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)都能為用戶的身份驗(yàn)證和建立獨(dú)立的授權(quán)方案；能在不同類型的安全服務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)交互。

1.1.2 SAML規(guī)范

SAML規(guī)范有：聲明、請求/響應(yīng)協(xié)議、綁定和概要。

（1）聲明

聲明傳遞主體所執(zhí)行的驗(yàn)證、主體屬性、是否允許主體訪問特定資源的授權(quán)決策等信息。主體是一個(gè)實(shí)體（人或計(jì)算機(jī)），這個(gè)實(shí)體在某個(gè)信任域中擁有一個(gè)特定身份。一組聲明組成一個(gè)主體的配置文件，配置文件中的聲明可能來自不同的組織。

（2）請求/響應(yīng)協(xié)議

SAML定義了基于XML的請求/響應(yīng)消息協(xié)議，能夠在域中參與交互的多方之間傳送SAML聲明。協(xié)議規(guī)定了兩點(diǎn)間共享SAML數(shù)據(jù)(聲明)所需交換的消息種類和格式。

（3）綁定

SAML綁定詳細(xì)描述了SAML協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)傳輸中安全規(guī)范。SAML可以和多種通信協(xié)議或消息交換協(xié)議進(jìn)行綁定或鏈接，例如HTTP,FTP,SMTP,SOAP等。并且可以利用被綁定協(xié)議原有的安全機(jī)制實(shí)現(xiàn)SAML傳輸?shù)暮唵伟踩浴?/p>

（4）SAML 概要

SAML概要定義了將SAML聲明嵌入到協(xié)議或其他上下文中及提取SAML聲明的規(guī)則和指南。通過SAML概要，應(yīng)用可以在SAML消息中無縫地安全地交換信息，高效率的與支持SAML的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互操作。

1.1.3 Web服務(wù)的單點(diǎn)登錄模型

利用SAML實(shí)現(xiàn)的Web服務(wù)的單點(diǎn)登錄模型如圖1：

圖1 基于SAML的Web服務(wù)單點(diǎn)登錄模型

從圖1中能夠看出，在各個(gè)信任方之間傳輸?shù)氖腔赟AML的安全信息，因而能跨越各方的防火墻。用戶只需提交一次認(rèn)證信息，即可在不同域之間、不同的Web服務(wù)之間實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄。

1.2 XACML的訪問控制技術(shù)

1.2.1 XACML概念

OASIS推出的XACML（可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言）是基于XML標(biāo)準(zhǔn)的一種通用的用于保護(hù)資源的策略語言和訪問決策語言，用來表示控制信息訪問的規(guī)則和策略。XACML還定義了授權(quán)決策所需必要規(guī)則的語言，提供了比簡單地拒絕訪問或授權(quán)訪問更加細(xì)粒度的控制訪問機(jī)制。

1.2.2 XACML訪問控制決策模型

基于XACML的訪問控制決策模型是由若干個(gè)功能模塊構(gòu)成的。當(dāng)請求方發(fā)出訪問請求時(shí)，策略執(zhí)行點(diǎn) （PEP）將接受到的訪問請求轉(zhuǎn)發(fā)給XACML上下文管理器。XACML上下文管理器收集完一定信息后向策略決策點(diǎn)（PDP）提出決策請求，策略決策點(diǎn)（PDP）根據(jù)策略管理點(diǎn)（PMP）提供的策略，依據(jù)既定的邏輯對決策請求做出判決，并返回判決結(jié)果。最后由上下文處理器將結(jié)果返回策略執(zhí)行點(diǎn)（PEP），由策略執(zhí)行點(diǎn)來實(shí)施決策結(jié)果，向請求方提交是允許請求還是拒絕請求。XACML的訪問控制決策模型如圖2：

圖2 基于XACML的訪問控制決策模型

2 基于SAML和XACML的Web服務(wù)訪問控制模型

要在各個(gè)企業(yè)中廣泛的應(yīng)用Web服務(wù)，就要解決Web服務(wù)的安全問題。那么其中最重要的問題是多個(gè)聯(lián)合信任域內(nèi)的用戶身份驗(yàn)證問題和單點(diǎn)登錄問題。使用單點(diǎn)登錄技術(shù)，用戶能夠僅使用一次身份驗(yàn)證而同時(shí)獲得多個(gè)Web服務(wù)。這里可以用SAML來解決單點(diǎn)登陸問題。

如果要對Web服務(wù)進(jìn)行訪問控制，可以使用XACML語言。XACML語言支持多樣化的策略組合和參數(shù)化的策略描述，有可擴(kuò)展性，同時(shí)能夠融入SOAP調(diào)用時(shí)使用的XML結(jié)構(gòu)中，適用于分布式系統(tǒng)的訪問控制。

如果能夠結(jié)合基于SAML的單點(diǎn)登陸和基于XACML的訪問控制，就可以很好地對Web服務(wù)進(jìn)行訪問控制。利用SAML可以實(shí)現(xiàn)一次登錄、多次訪問，同時(shí)使用XACML提供具體的策略方案來實(shí)現(xiàn)授權(quán)訪問控制，這樣就可以把兩者無縫結(jié)合用來對Web服務(wù)進(jìn)行授權(quán)訪問控制。

因此，可以在SAML的基礎(chǔ)上結(jié)合XACML來對Web服務(wù)進(jìn)行訪問控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型和各個(gè)模塊之間的關(guān)系如圖3所示：

圖3 基于SAML和XACML的Web 服務(wù)訪問控制模型

該模型由五個(gè)部分組成:用戶，目標(biāo)服務(wù)，ASPECT管理，身份驗(yàn)證服務(wù)，訪問控制服務(wù)。

（l）用戶

用戶是指提交訪問目標(biāo)服務(wù)請求的請求方。

（2）目標(biāo)服務(wù)

目標(biāo)服務(wù)是給用戶提供的Web服務(wù)，接受調(diào)用。

（3）Aspect管理

AsPect管理(切面管理模塊)用來實(shí)現(xiàn)用戶端與目標(biāo)服務(wù)的交互操作，與目標(biāo)服務(wù)組成目標(biāo)服務(wù)域。

（4）身份驗(yàn)證服務(wù)

是一個(gè)web服務(wù)，提供用戶的登陸和SAML身份認(rèn)證聲明與令牌，用于身份認(rèn)證信息在不同的信息系統(tǒng)之間的傳遞。

（5）訪問控制服務(wù)

訪問控制服務(wù)是一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)，為用戶對目標(biāo)服務(wù)的訪問請求提供訪問控制公共安全策略，保證服務(wù)只能被授權(quán)的用戶訪問。在訪問具體服務(wù)時(shí)，如果還有本地策略控制，則需要均滿足才能訪問目標(biāo)服務(wù)。訪問控制服務(wù)采用基于XACML的訪問控制模式，將整個(gè)系統(tǒng)中的用戶訪問權(quán)限信息集中進(jìn)行管理，簡化了授權(quán)管理，易于維護(hù)。使用XACML規(guī)范中的訪問控制語言模型來描述相關(guān)的授權(quán)信息，使得系統(tǒng)具有良好的兼容性和擴(kuò)展性。

本文在分析SAML和XACML的基礎(chǔ)上，其中重點(diǎn)介紹了SAML和XACML兩者如何結(jié)合及其結(jié)合點(diǎn)，從而利用兩者的無縫結(jié)合來對Web服務(wù)進(jìn)行訪問控制。提出了一種基于SAML和XACML的Web服務(wù)訪問控制模型。該模型實(shí)現(xiàn)了對Web服務(wù)的單點(diǎn)登錄，多點(diǎn)訪問，并且使用XACML對用戶進(jìn)行訪問授權(quán)控制。

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