專利名稱：一種基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出了一種側(cè)重于安全的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方案，利用對(duì)等計(jì)算和萬維網(wǎng)服務(wù)安全(ws-security)等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造安全的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來解決分布式計(jì)算中的安全問題，屬于分布式計(jì)算安全領(lǐng)域問題。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為未來計(jì)算新模式，其目的是為了在分布、異構(gòu)、自治的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境上構(gòu)造動(dòng)態(tài)的虛擬組織，并在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)跨自治域的資源共享與資源協(xié)作，有效地滿足面向互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜應(yīng)用對(duì)大規(guī)模計(jì)算能力和海量數(shù)據(jù)處理的需求。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的理想目標(biāo)是使網(wǎng)絡(luò)上的所有資源易于協(xié)同工作，服務(wù)于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源在跨組織(自治域)之間應(yīng)用的共享與集成。網(wǎng)絡(luò)涉及的范圍很大，概念也很廣。它包括計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)網(wǎng)絡(luò)等，除此，它還包括目前已有的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式如對(duì)等計(jì)算。對(duì)等計(jì)算也稱為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer to Peer)技術(shù)，它與客戶端/服務(wù)器(C/S)的一個(gè)本質(zhì)區(qū)別是，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不存在中心節(jié)點(diǎn)(或中心服務(wù)器)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(peer)大都同時(shí)具有信息消費(fèi)者、信息提供者和信息通訊等三方面的功能，節(jié)點(diǎn)所擁有的權(quán)利和義務(wù)都是對(duì)等的。
近年來，萬維網(wǎng)服務(wù)技術(shù)已得到快速發(fā)展和應(yīng)用，它采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)定義一組萬維網(wǎng)服務(wù)協(xié)議棧，以萬維網(wǎng)服務(wù)安全為代表的萬維網(wǎng)服務(wù)安全機(jī)制保證了服務(wù)交互過程中的安全性，通過簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議(SOAP)，萬維網(wǎng)服務(wù)描述語言(WSDL)，統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成(UDDI)，萬維網(wǎng)工作流語言(WSFL)，萬維網(wǎng)服務(wù)商業(yè)處理執(zhí)行語言(BPEL4WS)等開放協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，提供了面向因特網(wǎng)應(yīng)用的統(tǒng)一服務(wù)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)、綁定和集成機(jī)制，成為廣域環(huán)境下實(shí)現(xiàn)互操作的一種主要機(jī)制，并得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可。因此，萬維網(wǎng)服務(wù)技術(shù)極大地增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和服務(wù)的互操作性，也為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了一種統(tǒng)一的功能擴(kuò)展機(jī)制。領(lǐng)域相關(guān)的功能可以通過引入新的應(yīng)用服務(wù)擴(kuò)充到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，而新引入的服務(wù)與其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間的交互則采用一致的服務(wù)交互模型。這種融合不僅解決了網(wǎng)絡(luò)間的互操作問題，而且也使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不再局限于科學(xué)計(jì)算方面。
因此，在將網(wǎng)絡(luò)與萬維網(wǎng)服務(wù)相融合成為服務(wù)網(wǎng)絡(luò)后，由于大量的網(wǎng)絡(luò)資源具有分布性、異構(gòu)性、自治性和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)性，網(wǎng)絡(luò)用戶所提交的任務(wù)在使用網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)，極有可能要跨虛擬組織、自治系統(tǒng)等組織域訪問網(wǎng)絡(luò)資源，但是目前現(xiàn)有的研究工作中，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能模型和實(shí)現(xiàn)機(jī)制并沒有明確提出，而服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的安全問題更是沒有確定，由此我們需要構(gòu)架整個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)，對(duì)資源的訪問控制策略的創(chuàng)建、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中萬維網(wǎng)服務(wù)各層的安全性都是我們需要關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案，以解決分布式計(jì)算領(lǐng)域中的安全問題。較之其他服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，該方案注重在完成網(wǎng)絡(luò)功能的前提下，實(shí)現(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。
技術(shù)方案本發(fā)明的方法強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的通信與安全，引入各種可擴(kuò)展標(biāo)記語言安全規(guī)范和基于策略的訪問控制等各種規(guī)范，其目的是解決網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)密性、完整性、抗抵賴性和可用性等問題。
一、體系結(jié)構(gòu)基于對(duì)等計(jì)算的安全服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是保障了網(wǎng)絡(luò)目的的安全實(shí)現(xiàn)，以服務(wù)為中心，通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口來管理和共享網(wǎng)絡(luò)上的各種資源。該體系結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基本功能的基礎(chǔ)上，建立了分層次的安全保護(hù)機(jī)制。圖1給出了面向服務(wù)的安全網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，它結(jié)合目前提出的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，對(duì)各層都進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，尤其在服務(wù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)層和基本服務(wù)層中，引入安全的概念。整個(gè)安全網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)其中從下至上依次為物理層、國際互聯(lián)網(wǎng)層、安全服務(wù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)層、基本服務(wù)層、專用服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層。
下面我們給出結(jié)構(gòu)中各個(gè)層次的具體說明
物理層為層次結(jié)構(gòu)的最底層，提供了它底層的各種分布式資源的抽象接口，將網(wǎng)絡(luò)中的資源的細(xì)節(jié)向高層隱藏，并使高層使用分布式資源簡(jiǎn)單容易。
國際互聯(lián)網(wǎng)層利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為分布式資源的連接建立通信基礎(chǔ)，承載上層業(yè)務(wù)。
安全服務(wù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)層為該體系結(jié)構(gòu)保證了安全可靠的網(wǎng)絡(luò)交互通信，又實(shí)現(xiàn)了通信中需要保證的敏感數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和不可抵賴性。該層是體系結(jié)構(gòu)中的核心，安全是需要分層次的，不同的層次需要有不同級(jí)別的安全保證。因此安全服務(wù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)層又分為三大子層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、萬維網(wǎng)服務(wù)安全標(biāo)準(zhǔn)、可擴(kuò)展標(biāo)記語言安全規(guī)范。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也對(duì)底層資源進(jìn)行了一次抽象，通過各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成、萬維網(wǎng)服務(wù)描述語言等將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行發(fā)布和表示，其基本的表示格式為可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，并規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)消息交互和傳輸?shù)母袷?；萬維網(wǎng)服務(wù)安全標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境中必須使用的基本安全規(guī)范，作為簡(jiǎn)單對(duì)象訪問控制協(xié)議消息傳輸通信安全級(jí)別的規(guī)范，它為消息的機(jī)密性、完整性和抗抵賴性提供了一個(gè)保障，同時(shí)也提供身份驗(yàn)證和授權(quán)這個(gè)可選功能；在可擴(kuò)展標(biāo)記語言安全規(guī)范子層，我們采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言加密和簽名，由于上層數(shù)據(jù)表示形式也是可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，我們可以根據(jù)需要對(duì)可擴(kuò)展標(biāo)記語言文檔的某部分加密、簽名等。
基本服務(wù)層為網(wǎng)絡(luò)提供基本的功能，主要有密鑰管理、用戶管理、訪問控制管理、單點(diǎn)登陸。其中訪問控制管理采用基于可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言(XACML)開放標(biāo)準(zhǔn)的資源訪問控制，在規(guī)則集所定義策略的基礎(chǔ)上確定訪問是否應(yīng)該被賦予某個(gè)資源。
專用服務(wù)層是基本服務(wù)上層的一些安全服務(wù)，如集成公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)功能、與上層對(duì)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用交互等。
對(duì)等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層將計(jì)算任務(wù)交至對(duì)等計(jì)算網(wǎng)絡(luò)處理。
二、方法流程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者需要部署對(duì)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，雙方在進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息傳輸前，我們首先是需要通過認(rèn)證中心(CA)獲得加密和數(shù)字簽名所需要的通信雙方的密鑰。對(duì)于資源的訪問控制，目前有很多種訪問控制方法，我們提出的是基于可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言的策略訪問控制來保障網(wǎng)絡(luò)資源不被非法使用和訪問。
主要工作流程(1)證書的申請(qǐng)和簽發(fā)我們以簡(jiǎn)單的單密鑰證書的申請(qǐng)和簽發(fā)為例來說明，網(wǎng)絡(luò)用戶GC和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端GP各自產(chǎn)生密鑰CA認(rèn)證中心向網(wǎng)絡(luò)用戶GC和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端GP簽發(fā)證書，為使將來能安全地通信，GC和GP需要互通證書，以獲得對(duì)方簽名和加密的公鑰。
(2)網(wǎng)絡(luò)用戶產(chǎn)生通信消息雙方進(jìn)行交流通信的數(shù)據(jù)中勢(shì)必包含敏感數(shù)據(jù)，這些敏感數(shù)據(jù)又可以分為資源訪問控制策略文檔和正常通信數(shù)據(jù)。對(duì)于資源訪問控制策略文檔，它是以可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式表示的，在網(wǎng)絡(luò)管理器中，策略執(zhí)行點(diǎn)將下層提交的訪問控制策略集cps(access control policy set)。cps必須描述訪問主體s(accesssubject)、訪問資源r(access resource)、訪問權(quán)限p(access permission)、環(huán)境訪問時(shí)間t(environment time)及補(bǔ)充擴(kuò)展e(extension)。在網(wǎng)絡(luò)管理器中有個(gè)策略管理器，它包含資源允許的訪問控制策略集CPS，CPS也必須描述訪問主體S(access subject)、訪問資源R(access resource)、訪問權(quán)限P(accesspermission)、環(huán)境訪問時(shí)間T(environment time)及補(bǔ)充擴(kuò)展E(extension)。
其中r＝{ri}表示多個(gè)可被訪問資源；s＝{sj}表示多個(gè)訪問主體；cps＝{cpk}表示訪問控制策略集有多條訪問控制策略組成；p＝{r|w|m}，r表示只讀read，w表示可寫write，m表示可修改modify；t＝[bt，et]，bt表示資源訪問的起始時(shí)間(begin time)，et表示資源訪問的終止時(shí)間(end time)；cpk＝ri∧sj∧p∧t∧e表示一條訪問控制策略。
上下文處理器將通過策略決策點(diǎn)將cps與CPS相比較，需要經(jīng)過以下操作match(cps，CPS)＝{dec1，dec2，...，deci} 當(dāng)且僅當(dāng) (cpk∈CPS，ri∈cpk)，deci＝true；對(duì)于正常通信數(shù)據(jù)，只有訪問策略滿足條件后，才會(huì)交至上層應(yīng)用服務(wù)層進(jìn)行任務(wù)處理。
(3)雙方安全通信網(wǎng)絡(luò)用戶GE向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者GP發(fā)送自己的作業(yè)請(qǐng)求
其中req(inf o)經(jīng)過下列操作req(inf o)＝Encry(Sign(inf o，GCprkey)，key)+Encry(key，keypbkey)其中，info＝{data，cp)表示為正常通信數(shù)據(jù)和資源訪問控制策略，GCprkey表示為網(wǎng)絡(luò)用戶的私鑰，key表示為加密info的對(duì)稱密鑰，keypbkey表示為用來加密key的公鑰，Encry是加密函數(shù)，Sign為簽名函數(shù)。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者GP在接受到經(jīng)過簽名和加密的作業(yè)請(qǐng)求后，還原原始通信數(shù)據(jù)inf o，這需經(jīng)過以下操作inf o＝Verify(Decry(req，Decry(req-Encry，keyprkey))，GCpbkey)其中，keyprkey表示為用來解密出key的私鑰，GCpbkey表示為網(wǎng)絡(luò)用戶的公鑰，Verify為驗(yàn)證簽名函數(shù)，Decry為解密函數(shù)。
同理，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者GP像GC向?qū)㈨憫?yīng)resp進(jìn)行處理，在GC像GP將響應(yīng)resp進(jìn)行處理。
(4)網(wǎng)絡(luò)管理器提出數(shù)據(jù)，分別對(duì)其進(jìn)行處理對(duì)等網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層根據(jù)訪問控制策略的匹配結(jié)果，映射到資源對(duì)應(yīng)的對(duì)等點(diǎn)Peeri上map(deci，Peeri)＝send(taski，Peeri)，while(deci＝true)；，其中send(A，B)表示將A移送至節(jié)點(diǎn)B上運(yùn)行。
本發(fā)明的基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案將網(wǎng)絡(luò)和萬維網(wǎng)服務(wù)安全概念引入到該安全體系結(jié)構(gòu)中，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范形成，具體如下網(wǎng)絡(luò)用戶請(qǐng)求作業(yè)處理1)網(wǎng)絡(luò)用戶啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)客戶端程序，打開網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層用戶界面，此時(shí)后臺(tái)開始啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程，2)網(wǎng)絡(luò)用戶在用戶界面中輸入作業(yè)請(qǐng)求和訪問控制策略，3)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將網(wǎng)絡(luò)用戶提交的訪問控制策略轉(zhuǎn)化為以可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，4)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程按照可擴(kuò)展標(biāo)記語言加密流程對(duì)訪問控制策略進(jìn)行加密，5)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將訪問控制策略加密文件和作業(yè)請(qǐng)求合并為一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議請(qǐng)求消息，6)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程產(chǎn)生對(duì)稱密鑰key，7)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程利用步驟6)產(chǎn)生的對(duì)稱密鑰key對(duì)步驟5)生成的整個(gè)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議對(duì)稱加密，8)將對(duì)稱密鑰key進(jìn)行非對(duì)稱加密，9)將步驟8)生成的加密密鑰和步驟7)生成的密文一起通過簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議傳輸至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端處理用戶作業(yè)請(qǐng)求10)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端接收簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息請(qǐng)求，獲得加密密鑰和密文，11)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)加密密鑰進(jìn)行非對(duì)稱解密，獲得對(duì)稱密鑰，一旦解密失敗，網(wǎng)絡(luò)用戶的本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“對(duì)稱密鑰非對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”轉(zhuǎn)至步驟18)，12)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端利用對(duì)稱密鑰對(duì)密文進(jìn)行對(duì)稱解密，一旦發(fā)現(xiàn)通信消息被篡改，拒絕處理請(qǐng)求，并寫入安全日志，網(wǎng)絡(luò)用戶本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“密鑰對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”并轉(zhuǎn)至步驟18)，13)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)加密的訪問控制策略進(jìn)行可擴(kuò)展標(biāo)記語言解密，得到訪問控制策略，14)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端獲得步驟13)的訪問控制策略與訪問控制策略集進(jìn)行策略匹配，若與訪問控制集不符，網(wǎng)絡(luò)用戶本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“訪問控制策略不符”轉(zhuǎn)到步驟18)，15)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端啟動(dòng)對(duì)等計(jì)算客戶端，16)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端將作業(yè)請(qǐng)求和資源匹配結(jié)果送至對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端進(jìn)行處理，17)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端將作業(yè)執(zhí)行后的結(jié)果送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端，18)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶作業(yè)請(qǐng)求產(chǎn)生簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息響應(yīng)，選擇對(duì)執(zhí)行結(jié)果是否需要安全性，若需要安全性，可以將消息響應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議加密；若不需要高安全性，直接將執(zhí)行結(jié)果返回給網(wǎng)絡(luò)客戶端。
有益效果本發(fā)明方法提出了基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案，旨在結(jié)合新興計(jì)算技術(shù)對(duì)等計(jì)算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來解決分布式計(jì)算問題的同時(shí)，去強(qiáng)調(diào)整個(gè)體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)過程中的安全性。該發(fā)明提出的方法并不是安全標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單的羅列，而是將他們進(jìn)行有邏輯、有層次的排列，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的各種安全保障。下面我們給出具體的說明。
通信消息的安全保障這是基于萬維網(wǎng)服務(wù)安全標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的。目前常用的傳輸級(jí)安全協(xié)議如加密套接字協(xié)議層，它實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)最大的缺陷就在于性能，尤其是當(dāng)只有簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議報(bào)文的一部分需要加密時(shí)，而且傳輸層加密不允許報(bào)文安全的路由通過萬維網(wǎng)服務(wù)作為中介，因?yàn)閳?bào)文需要解密由媒介在它能以新的加密的流傳送到最終接收者之前。而在本發(fā)明的方法中，我們采用了新興安全標(biāo)準(zhǔn)萬維網(wǎng)服務(wù)安全，它描述了對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息的改進(jìn)，通過消息完整性、消息保密性和單一消息認(rèn)證提供了保護(hù)能力，同時(shí)也為安全令牌和消息的關(guān)聯(lián)提供了一個(gè)通用機(jī)制。萬維網(wǎng)服務(wù)安全的目標(biāo)是使應(yīng)用程序能夠構(gòu)建安全的簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息交換、獲得端到端的消息級(jí)安全(不止是傳輸級(jí)的安全)。
基于可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言的資源訪問控制與其他策略描述語言相比，可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言的特點(diǎn)是提出的訪問控制策略具有平臺(tái)無關(guān)性，可以同時(shí)被用戶和計(jì)算機(jī)識(shí)別。通過將用戶提出的資源訪問控制策略用可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言開放語言表示，提高了文檔的可讀性。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的融合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將松散耦合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)連接在一起，同時(shí)也需要有效利用將各個(gè)虛擬組織域中的空閑資源，因此在我們提出的體系中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端同時(shí)也是對(duì)等計(jì)算的客戶端。在對(duì)等計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是一種理想的解決方法，它既高效地利用了已有的大量空閑資源，同時(shí)也提高了網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作能力和計(jì)算能力。


圖1是基于對(duì)等計(jì)算的安全服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意圖，圖中從下至上依次為物理層、國際互聯(lián)網(wǎng)層、安全服務(wù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)層、基本服務(wù)層、專用服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層。
圖2是訪問控制策略層的示意圖。表明本發(fā)明的方法基本服務(wù)層中基于可擴(kuò)展訪問控制標(biāo)記語言的訪問控制層模型。
圖3是安全服務(wù)網(wǎng)絡(luò)具體應(yīng)用框架示意圖。表示本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容。
圖4表示網(wǎng)絡(luò)用戶提出網(wǎng)絡(luò)作業(yè)請(qǐng)求的具體方法流程示意圖。
圖5表示網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端響應(yīng)作業(yè)請(qǐng)求的具體方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了方便描述，我們有如下應(yīng)用實(shí)例某個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶(用A表示)向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端(用B表示)提交作業(yè)請(qǐng)求(用T表示)和資源訪問控制策略(用P表示)要求計(jì)算某個(gè)任意數(shù)字段的素?cái)?shù)，則其具體實(shí)施方式
為網(wǎng)絡(luò)用戶A請(qǐng)求作業(yè)處理1.)網(wǎng)絡(luò)用戶A啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)客戶端程序，打開網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層用戶界面，此時(shí)后臺(tái)開始啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程，2.)網(wǎng)絡(luò)用戶A在用戶界面中輸入作業(yè)請(qǐng)求T和訪問控制策略P，3.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將網(wǎng)絡(luò)用戶提交的訪問控制策略P轉(zhuǎn)化為以可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，4.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程按照可擴(kuò)展標(biāo)記語言加密流程對(duì)訪問控制策略P進(jìn)行加密，
5.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將訪問控制策略加密文件和作業(yè)請(qǐng)求T合并為一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議請(qǐng)求消息，6.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程產(chǎn)生對(duì)稱密鑰key，7.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程利用步驟6)產(chǎn)生的對(duì)稱密鑰key對(duì)步驟5)生成的整個(gè)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議對(duì)稱加密，8.)將對(duì)稱密鑰key進(jìn)行非對(duì)稱加密，9.)將步驟8)生成的加密密鑰和步驟7)生成的密文一起通過簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議傳輸至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B處理用戶作業(yè)請(qǐng)求10.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B接收簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息請(qǐng)求，獲得加密密鑰和密文，11.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B對(duì)加密密鑰進(jìn)行非對(duì)稱解密，獲得對(duì)稱密鑰，一旦解密失敗，網(wǎng)絡(luò)用戶A的本次作業(yè)請(qǐng)求T執(zhí)行結(jié)果為“對(duì)稱密鑰非對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”轉(zhuǎn)至步驟18)，12.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B利用對(duì)稱密鑰對(duì)密文進(jìn)行對(duì)稱解密，一旦發(fā)現(xiàn)通信消息被篡改，拒絕處理請(qǐng)求，并寫入安全日志，網(wǎng)絡(luò)用戶A本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“密鑰對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”并轉(zhuǎn)至步驟18)，13.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B對(duì)加密的訪問控制策略進(jìn)行可擴(kuò)展標(biāo)記語言解密，得到訪問控制策略P，14.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B獲得步驟13)的訪問控制策略P與訪問控制策略集進(jìn)行策略匹配，若與訪問控制集不符，網(wǎng)絡(luò)用戶A本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“訪問控制策略不符”轉(zhuǎn)到步驟18)，15.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B啟動(dòng)對(duì)等計(jì)算客戶端，16.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B將作業(yè)請(qǐng)求T和資源匹配結(jié)果送至對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端進(jìn)行處理，17.)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端將作業(yè)執(zhí)行后的結(jié)果送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B，18.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端B對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶A的作業(yè)請(qǐng)求T產(chǎn)生簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息響應(yīng)，選擇對(duì)執(zhí)行結(jié)果是否需要安全性，若需要安全性，可以將消息響應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議加密；若不需要高安全性，直接將執(zhí)行結(jié)果返回給網(wǎng)絡(luò)客戶端。
權(quán)利要求
1.一種基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案，其特征在于該方案將網(wǎng)絡(luò)和萬維網(wǎng)服務(wù)安全概念引入到該安全體系結(jié)構(gòu)中，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范形成，具體如下網(wǎng)絡(luò)用戶請(qǐng)求作業(yè)處理1.)網(wǎng)絡(luò)用戶啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)客戶端程序，打開網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層用戶界面，此時(shí)后臺(tái)開始啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程，2.)網(wǎng)絡(luò)用戶在用戶界面中輸入作業(yè)請(qǐng)求和訪問控制策略，3.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將網(wǎng)絡(luò)用戶提交的訪問控制策略轉(zhuǎn)化為以可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，4.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程按照可擴(kuò)展標(biāo)記語言加密流程對(duì)訪問控制策略進(jìn)行加密，5.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程將訪問控制策略加密文件和作業(yè)請(qǐng)求合并為一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議請(qǐng)求消息，6.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程產(chǎn)生對(duì)稱密鑰key，7.)網(wǎng)絡(luò)用戶端的守護(hù)進(jìn)程利用步驟6)產(chǎn)生的對(duì)稱密鑰key對(duì)步驟5)生成的整個(gè)文件進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議對(duì)稱加密，8.)將對(duì)稱密鑰key進(jìn)行非對(duì)稱加密，9.)將步驟8)生成的加密密鑰和步驟7)生成的密文一起通過簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議傳輸至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端處理用戶作業(yè)請(qǐng)求10.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端接收簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息請(qǐng)求，獲得加密密鑰和密文，11.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)加密密鑰進(jìn)行非對(duì)稱解密，獲得對(duì)稱密鑰，一旦解密失敗，網(wǎng)絡(luò)用戶的本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“對(duì)稱密鑰非對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”轉(zhuǎn)至步驟18)，12.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端利用對(duì)稱密鑰對(duì)密文進(jìn)行對(duì)稱解密，一旦發(fā)現(xiàn)通信消息被篡改，拒絕處理請(qǐng)求，并寫入安全日志，網(wǎng)絡(luò)用戶本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“密鑰對(duì)稱解密失敗，發(fā)送消息被篡改”并轉(zhuǎn)至步驟18)，13.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)加密的訪問控制策略進(jìn)行可擴(kuò)展標(biāo)記語言解密，得到訪問控制策略，14.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端獲得步驟13)的訪問控制策略與訪問控制策略集進(jìn)行策略匹配，若與訪問控制集不符，網(wǎng)絡(luò)用戶本次作業(yè)請(qǐng)求執(zhí)行結(jié)果為“訪問控制策略不符”轉(zhuǎn)到步驟18)，15.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端啟動(dòng)對(duì)等計(jì)算客戶端，16.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端將作業(yè)請(qǐng)求和資源匹配結(jié)果送至對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端進(jìn)行處理，17.)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)客戶端將作業(yè)執(zhí)行后的結(jié)果送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端，18.)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶作業(yè)請(qǐng)求產(chǎn)生簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議消息響應(yīng)，選擇對(duì)執(zhí)行結(jié)果是否需要安全性，若需要安全性，可以將消息響應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議加密；若不需要高安全性，直接將執(zhí)行結(jié)果返回給網(wǎng)絡(luò)客戶端。
全文摘要
基于對(duì)等計(jì)算的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)的形成方案是一種側(cè)重于安全的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方案，利用對(duì)等計(jì)算和萬維網(wǎng)服務(wù)安全(ws－security)等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造安全的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來解決分布式計(jì)算中的安全問題，該方案將網(wǎng)絡(luò)和萬維網(wǎng)服務(wù)安全概念引入到該安全體系結(jié)構(gòu)中，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范形成，以解決分布式計(jì)算領(lǐng)域中的安全問題。較之其他服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，該方案注重在完成網(wǎng)絡(luò)功能的前提下，實(shí)現(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。本發(fā)明的方法強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的通信與安全，引入各種可擴(kuò)展標(biāo)記語言安全規(guī)范和基于策略的訪問控制等各種規(guī)范，其目的是解決網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)密性、完整性、抗抵賴性和可用性等問題。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1859416SQ200610037760
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者王汝傳, 陳娟, 楊庚 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)