RBAC综述(转)

摘要 基于角色的访问控制（Role-Based Access Control）作为传统访问控制（自主访问，强制访问）的有前景的代替受到广泛的关注。在RBAC中，权限与角色相关联，用户通过成为适当角色的成员而得到这些角色的权限。这就极大地简化了权限的管理。在一个组织中，角色是为了完成各种工作而创造，用户则依据它的责任和资格来被指派相应的角色，用户可以很容易地从一个角色被指派到另一个角色。角色可依新的需求和系统的合并而赋予新的权限，而权限也可根据需要而从某角色中回收。角色与角色的关系可以建立起来以囊括更广泛的客观情况。



1 引言
基于角色访问控制( role - based access control，RBAC) 是目前较为成熟的安全访问控制模型，它灵活地解决了权限管理、资源管理及权限审查问题，非常适合基于Web的信息系统。RBAC模型从理论上基本解决了系统用户访问控制的问题，有着广阔的发展前景。

2 访问控制背景
访问控制技术是由美国国防部（Department of Defense, DoD）资助的研究和开发成果演变而来的。这一研究导致两种基本类型访问控制的产生：自主访问控制（Discretionary Access Control, DAC）和强制访问控制（Mandatory Access Control, MAC）。最初的研究和应用主要是为了防止机密信息被未经授权者访问，近期的应用主要是把这些策略应用到为商业领域。

自主访问控制，允许把访问控制权的授予和取消留给个体用户来判断。为没有访问控制权的个体用户授予和废除许可。自主访问控制机制允许用户被授权和取消访问其控制之下的任何客体（object），换句话说，用户就是他们控制下的客体的拥有者。然而，对于多数组织来说，最终用户对所访问的信息没有拥有权。对于这些组织，公司或代理机构是事实上的系统客体和处理他们的程序的拥有者。访问优先权受组织控制，而且也常常基于雇员功能而不是数据所有权。

强制访问控制，在美国国防部 Trusted Computer Security Evaluation Criteria (TCSEC) 中定义如下：“一种限制访问客体的手段，它以包含在这些客体中的信息敏感性和访问这些敏感性信息的主体的正式授权信息（如清除）为基础”。

3 什么是基于角色访问控制（Role-Based Access Control, RBAC）？
访问是一种利用计算机资源去做某件事情的能力，访问控制是一种手段，通过它这种能力在某些情况下被允许或者受限制（通常是通过物理上和基于系统的控制）。基于计算机的访问控制不仅可规定是“谁”或某个操作有权使用特定系统资源，而且也能规定被允许的访问类型。这些控制方式可在计算机系统或者外部设备中实现。  
    就基于角色访问控制而言，访问决策是基于角色的，个体用户是某个组织的一部分。用户具有指派的角色（比如医生、护士、出纳、经理）。定义角色的过程应该基于对组织运转的彻底分析，应该包括来自一个组织中更广范围用户的输入。   
    访问权按角色名分组，资源的使用受限于授权给假定关联角色的个体。例如，在一个医院系统中，医生角色可能包括进行诊断、开据处方、指示实验室化验等；而研究员的角色则被限制在收集用于研究的匿名临床信息工作上。   
    控制访问角色的运用可能是一种开发和加强企业特殊安全策略，进行安全管理过程流程化的有效手段。



4 RBAC基本概念
RBAC认为权限授权实际上是Who、What、How的问题。在RBAC模型中，who、what、how构成了访问权限三元组,也就是“Who对What(Which)进行How的操作”。

　　Who：权限的拥用者或主体（如Principal、User、Group、Role、Actor等等）

　　What：权限针对的对象或资源（Resource、Class）。

　　How：具体的权限（Privilege,正向授权与负向授权）。

　　Operator：操作。表明对What的How操作。也就是Privilege+Resource

　　Role：角色，一定数量的权限的集合。权限分配的单位与载体,目的是隔离User与Privilege的逻辑关系.

　　Group：用户组，权限分配的单位与载体。权限不考虑分配给特定的用户而给组。组可以包括组(以实现权限的继承)，也可以包含用户，组内用户继承组的权限。User与Group是多对多的关系。Group可以层次化，以满足不同层级权限控制的要求。

　　RBAC的关注点在于Role和User, Permission的关系。称为User assignment(UA)和Permission assignment(PA).关系的左右两边都是Many-to-Many关系。就是user可以有多个role，role可以包括多个user。

　　凡是用过RDBMS都知道，n:m 的关系需要一个中间表来保存两个表的关系。这UA和PA就相当于中间表。事实上，整个RBAC都是基于关系模型。

　　Session在RBAC中是比较隐晦的一个元素。标准上说：每个Session是一个映射，一个用户到多个role的映射。当一个用户激活他所有角色的一个子集的时候，建立一个session。每个Session和单个的user关联，并且每个User可以关联到一或多个Session.

　　在RBAC系统中，User实际上是在扮演角色(Role)，可以用Actor来取代User，这个想法来自于Business Modeling With UML一书Actor-Role模式。考虑到多人可以有相同权限，RBAC引入了Group的概念。Group同样也看作是Actor。而User的概念就具象到一个人。

　　这里的Group和GBAC（Group-Based Access Control）中的Group（组）不同。GBAC多用于操作系统中。其中的Group直接和权限相关联，实际上RBAC也借鉴了一些GBAC的概念。

　　Group和User都和组织机构有关，但不是组织机构。二者在概念上是不同的。组织机构是物理存在的公司结构的抽象模型，包括部门，人，职位等等，而权限模型是对抽象概念描述。组织结构一般用Martin fowler的Party或责任模式来建模。

　　Party模式中的Person和User的关系，是每个Person可以对应到一个User，但可能不是所有的User都有对应的Person。Party中的部门Department或组织Organization，都可以对应到Group。反之Group未必对应一个实际的机构。例如，可以有副经理这个Group，这是多人有相同职责。

　　引入Group这个概念，除了用来解决多人相同角色问题外，还用以解决组织机构的另一种授权问题：例如，A部门的新闻我希望所有的A部门的人都能看。有了这样一个A部门对应的Group，就可直接授权给这个Group。

5  RBAC的基本原理
    RBAC模型引入了“角色”的概念。所谓“角色”就是一个或一群用户在系统中可执行的操作的集合，它是一个用户的集合，又是一个授权许可的集合。通过将角色指派给用户，为角色赋予权限的方式，使用户和权限通过角色间接相联系。RBAC基本模型如图1所示。



图1  RBAC基本模型

    在RBAC中，用户与角色之间、角色与权限之间都是多对多的关系。会话是一个用户对多个角色的映射，此时的用户权限可以为激活角色权限的并集。RBAC对资源授权管理过程分为两个部分，首先实现访问权限与角色相关联，然后再实现角色与用户相关联，从而实现了用户与访问权限的逻辑分离。



6  RBAC模型
NIST（The National Institute of Standards and Technology，美国国家标准与技术研究院）标准RBAC模型由4个部件模型组成，这4个部件模型分别是基本模型RBAC0（Core RBAC）、角色分级模型RBAC1（Hierarchal RBAC）、角色限制模型RBAC2（Constraint RBAC）和统一模型RBAC3（Combines RBAC）。
         a. RBAC0定义了能构成一个RBAC控制系统的最小的元素集合。在RBAC之中,包含用户users(USERS)、角色roles(ROLES)、目标objects(OBS)、操作operations(OPS)、许可权permissions(PRMS)五个基本数据元素，权限被赋予角色,而不是用户，当一个角色被指定给一个用户时，此用户就拥有了该角色所包含的权限。会话sessions是用户与激活的角色集合之间的映射。RBAC0与传统访问控制的差别在于增加一层间接性带来了灵活性，RBAC1、RBAC2、RBAC3都是先后在RBAC0上的扩展。
         b. RBAC1引入角色间的继承关系，角色间的继承关系可分为一般继承关系和受限继承关系。一般继承关系仅要求角色继承关系是一个绝对偏序关系，允许角色间的多继承。而受限继承关系则进一步要求角色继承关系是一个树结构。
        c. RBAC2模型中添加了责任分离关系。RBAC2的约束规定了权限被赋予角色时,或角色被赋予用户时,以及当用户在某一时刻激活一个角色时所应遵循的强制性规则。责任分离包括静态责任分离和动态责任分离。约束与用户-角色-权限关系一起决定了RBAC2模型中用户的访问许可。
        d. RBAC3包含了RBAC1和RBAC2，既提供了角色间的继承关系，又提供了责任分离关系。

7  RBAC模型的特点
符合各类组织机构的安全管理需求。RBAC模型支持最小特权原则、责任分离原则，这些原则是任何组织的管理工作都需要的。这就使得RBAC模型由广泛的应用前景。

RBAC模型支持数据抽象原则和继承概念。由于目前主流程序设计语言都支持面向对象技术，RBAC的这一特性便于在实际系统中应用实现。

模型中概念与实际系统紧密对应。RBAC模型中的角色、用户和许可权等概念都是实际系统实际存在的实体，便于设计者建立现存的或待建系统的RBAC模型。

RBAC模型仍素具访问控制类模型，本质是对访问矩阵模型的扩充，能够很好的解决系统中主体对客气的访问控制访问权力的分配与控制问题，但模型没有提供信息流控制机制，还不能完全满足信息系统的全部安全需求。

虽然也有人认为可以用RBAC去仿真基于格的访问控制系统（LBAC），但RBAC对系统内部信息流的控制不是直观的，需要模型外的功能支持。有关信息流控制的作用域原理将在第四章介绍，届时读者可以进一步理解RBAC模型的这种缺陷。

RBAC模型没有提供操作顺序控制机制。这一缺陷使得RBAC模型很难应用关于那些要求有严格操作次序的实体系统，例如，在购物控制系统中要求系统对购买步骤的控制，在客户未付款之前不应让他把商品拿走。RBAC模型要求把这种控制机制放到模型外去实现。

RBAC96模型和RBAC97uanli模型都故意回避了一些问题，如是否允许一个正在会话的用户再创建一个新会话，管理模型不支持用户和许可权的增加与删除等管理工作灯，都是需要解决而未提供支持的问题，这些问题都还在研究中，但是如果缺少这些能力的支持，模型的而应用也将受到影响。相反，访问绝阵模型提供了用户和权限修改功能，因此，不能说RBAC模型能够完全取代访问矩阵模型。

8  RBAC模型的优点
通过角色配置用户及权限，增加了灵活性

支持多管理员的分布式管理，管理比较方便

支持由简到繁的层次模型，适合各种应用需要

完全独立于其它安全手段，是策略中立的（policy-neutral）



9 结束语
       RBAC访问控制模型实现了用户与访问权限的逻辑分离，减少了授权管理的复杂性，降低了管理开销，而且与日常信息系统管理的架构类似，降低了管理复杂度。但在实际的信息系统的设计与开发中，仍需要根据实际需求采用最适当的权限管理模型，以达到系统复杂度和效率的平衡。

原文：http://blog.renren.com/share/240440031/4397912351

其他文章：
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