1 引言

　　網格(grid)是近年來逐漸興起的全新研究領域，當前的互聯網技術實現了計算機硬件之間的連通、Web技術實現了網頁之間的連通。網格是把分布在因特網上的資源整合起來，提供大規模的分布式計算，在多個單位參與的、動態的虛擬組織之間協同資源共享和解決問題。

　　信息網格是利用網格技術實現信息的共享、管理以及提供信息服務的系統。信息網格技術要解決的一個關鍵問題是對共享信息的安全控制。信息網格具有如下特性：資源、用戶和服務提供者數目龐大、變化多端；通信協議也不盡相同，安全策略和機制不盡相同。因此，必須為網格計算系統及其構件提供新的安全措施來解決認證、授權、記賬問題。本文主要解決網格計算中的授權問題(即訪問控制問題)。

　　隨著分布式對象技術和面向對象技術的不斷發展，面向服務體系結構(Service Oriented Architecture，簡稱SOA)正在逐漸成為分布式計算解決方案的主流。

　　SOA是一種關注服務的易于集成、互操作，可擴展和安全訪問特性的分布式體系結構，而網格是一種協同工作、資源共享的分布式系統，Web服務成為連接二者的紐帶，它們之間正在相互融合，作為網格技術的主流代表。

2 訪問控制技術和模型

　　2.1 傳統訪問控制技術

　　傳統的訪問控制技術主要分為三種。

　　(1)自主訪問控制(DAC)

　　其實現思想是：系統中的主體(用戶或進程)可以自主地將其擁有的對客體的訪問權限(部分或全部)授予給其他主體。其實現方法是建立系統訪問控制矩陣，矩陣的行對應系統的主體，列對應系統的客體，元素表示主體對客體的訪問權限。為了提高系統的運算性能，在實際的應用中常常是建立基于主題或客體的訪問控制方法。

　　缺點是效率低下，難以滿足大型應用，特別是網格應用的需要。

　　(2)強制訪問控制(MAC)

　　其實現原理是：系統中的主/客體被分配一個固定的安全屬性，安全屬性決定主體是否可以訪問某個客體。安全屬性是強制的，由安全管理員分配，用戶或進程不能改變自身或其他的安全屬性。MAC的本質是基于網格的非循環單項信息流政策系統中每個主體都被授予一個安全證書，而每個客體都被指定為一定敏感級別。

　　訪問控制兩個關鍵規則是：不向下寫和不向上讀，即信息流從低安全級向高安全級流動。因為MAC增加了不能回避的訪問限制，所以可能影響系統的靈活性。

　　另一方面，MAC雖然增加了信息的機密行，但是不能實施完整行控制，而一些完整性的控制策略卻可以實現機密行的功能。

　　(3)基于角色的訪問控制(RBAC)

　　隨著網絡的發展，特別是Internet的廣泛使用使信息的完整性要求超過了機密性，而傳統的DAC/MAC策略難以滿足這方面的需求。RBAC的基本思想是將訪問權限分配給角色，系統的用戶擔任指定的角色，角色實際上是與特定工作崗位相關的一個權限集，當用戶改變時只需進行角色的撤銷和重新分配即可。

　　2.2 分布式訪問控制模型

　　分布式環境中，對權限的控制不僅能夠保護資源，而且還能夠使資源有效地利用。在授權模型中，有三種普遍使用的模型。

　　(1)“推”模型

　　資源請求者需要首先向授權中心請求權限訪問，從授權中心獲取權限證書，然后持權限證書訪問資源，資源根據用戶的權限證書返回相應的資源。

　　(2)“拉”模型

　　資源請求者直接向資源提出訪問請求，資源根據用戶的訪問請求向授權中心查詢用戶的請求是否合法，如果合法則允許用戶訪問資源，否則拒絕用戶訪問。

　　(3)“代理”模型

　　資源請求者直接把請求轉發給授權代理，授權代理根據用戶的請求訪問資源。

3 SOA的信息網格體系

　　3.1 SOA在信息網格中的優勢

　　SOA在信息網格應用中的優勢主要體現在幾個部分。

　　(1)支持多種客戶端類型

　　借助精確定義的服務接口和XML、Web服務標準的支持，可以支持多種客戶端類型，包括PDA、手機終端等，這也符合網格作為全球資源化的要求。

　　(2)編碼的靈活性

　　通過對模塊化的低層服務采用不同組合方式來創建高層的網格服務，從而實現系統的重用。

　　(3)更好的伸縮性

　　依靠很好的服務設計、開發和部署所采用的架構模型實現伸縮性，達到網格互操作的目的。

　　(4)更高的可用性

　　網格服務使用者和提供者的松散耦合關系允許使用者不需要了解提供者的具體實現細節，從服務的位置上對網格客戶保持透明，只有在運行時才需要確定具體的位置。

　　3.2 基于SOA的信息網格調用

　　基于SOA的信息網格調度模型，主要定義了對資源服務映射創建、服務發現與綁定，身份認證授權三個方面的調用流程，并針對信息網格環境中大量臨時性的短暫服務，通過定義其接口來解決動態服務實例創建、服務發現、事件通知、生命周期管理、安全性和引用管理等問題。

　　用戶調用服務主要過程分為幾步。

　　(1)信息網格用戶向信息網格門戶提出服務請求，門戶提供用戶身份的認證，然后將服務的請求和證書提交給GSP(Grid Service Proxy)，GSP根據WSDL定義生成用戶代理(Proxy)。

　　(2)用戶代理在虛擬組織所維護的注冊中心UDDI中查找滿足要求的用戶服務，查找過程中用戶可以對服務提供地點、性能等各個方面提出相應的要求。

　　(3)信息網格注冊服務根據用戶的要求，在眾多的服務提供者中進行篩選，返回滿足要求的服務提供者，獲取信息網格服務句柄(Grid Service Handle，GSH)。

　　(4)GSP通過得到GSH的WSDL選項向資源映射器(Resource Mapper)提出使用相應資源的請求。

　　(5)資源映射器根據提供的資源GSH在資源集成池(Resource Integration Pool，RIP)中調用該資源返回。

　　在身份認證過程中，信息網格門戶根據用戶的資源請求信息進行認證。首先，門戶通過授權服務(Authorization Service)判斷此用戶的注冊信息是否已經在認證中心(AuthorizationCenter)注冊授權過，如果有便直接返回該用戶的授權證書；如果沒有歷史注冊記錄，便會生成臨時用戶的安全證書。這種認證證書會通知網格服務代理GSP查找，綁定服務的權限范圍，保證分布式資源的合理使用。

4 基于SOA的信任訪問控制模型

　　每個SOA信任域都有全局和局部信任度的計算值，這些信任值就體現了該信任域成功地提供服務的能力，如何使用信任值呢?信任限制了在服務協作時有失敗的風險。現在考慮一個用戶請求某種服務。假設每個用戶都想使自己獲得的服務是最好的，如果針對這個用戶來說，能夠提供的服務有很多，那么他必然選擇信任度高的提供者來為其服務。這樣，就需要找到一個合適的基于SOA信任度的訪問控制策略，這種策略既能夠給信任度高的域帶來更多的利益，又能夠刺激其他域提高自己的服務質量。

　　信息網格計算中，在訪問控制方面包括兩個方面：資源請求者請求服務；資源提供者提供服務。

　　前者主要關心所選擇的提供服務者能否很好地提供服務，后者主要關心對服務請求者是否合理使用資源，為其運行的程序是否有惡意代碼。

　　SOA信任度的訪問控制策略主要分為兩類。

　　(1)選擇服務的策略，包括最高信任度策略和信任度相近的策略。

　　(2)請求競爭的策略，包括最高信任度策略和與信任度一致的概率公平策略。

5 結論

　　信息網格技術與SOA技術發展緊密相連，SOA促進了信息網格系統的發展，而信息網格系統又豐富了SOA的內涵。信息網格系統還在不斷地研究和發展中，最新的架構和技術思想也必將被融入進來。網格系統的安全性和可靠性問題中的信任計算和訪問控制都是嶄新的課題。