BLP模型的研究与并发控制改进

体 非 法 读 取 高 密 级 的 客体 信 息 ，但 是 却 为 其 篡 改 高 密 级 的 客 体 信息提供了可能。
Ｆ ｉｒ ｇ通 过 定 义 非 活 动 的 客 体 不 可 存 取 法 则 和 新 创 建 的 ｅｅｔ ａ 客 体 重 写 性 法 则 ， 然从 系 统 安 全 性 角 度 对 Ｂ Ｐ模 型 有 所 改 ］虽 Ｌ 进 ， 并未很好地解决完整性问题。 但 Ｄｉ ｉ ｔ Ｌ将 Ｂ Ｐ模 型 的 强 制 访 问 控 制 规 则 和 Ｂｂ Ｖｏ Ｌ ｉａ模 型 的 强 制 访 问 控 制 规 则 相 结 合 提 出 的安 全 系统 模 型 ＡＳ ＯＳ，改 进 了 Ｂ Ｐ模 型 的 完 整 性 策 略 ， Ｌ 使其 达 到 Ａ１级 的安 全 标 准 ， 模 型 但 却 有 可 能 导 致某 些合 法 的访 问请 求 被 拒 绝 。
为 ” 念 的 改进 的 ＭＢ Ｐ模 型 ， 概 Ｌ 并对 ＭＢ Ｐ模 型 并发 控 制 能 力进 行 了有 效 性 探 讨 。 Ｌ 关 键 词 ： 全 系统 ， Ｌ ， 处理 机 ， 安 ＢＰ多 并发 控 制 ， 事务 行 为
Ａｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ Ａｓ ｋｎ ｏ ｕｔ－ｌ ｅ ｓ ｕ ｉ ｃ ａ ｉｄ ｆ ｍ ｌ ｅｖ ｌ ｅｃ ｒ ｙ ｏｍ ｐ ｅ ｏ ｉ ｔ ｕｔｒ ｍ ｄｅｌ Ｐ ｓ ｈ ｍ ｏ ｔ ｏｍｍ ｏ ｙ ｓ ｄ． ， ＢＬ ｉ ｔｅ ｓ ｃ ｎｌ ｕ ｅ Ｂａｓ ｄ ａ ａｌｚｎ ｔ ｅ ｅ ｏｎ ｎ ｙ ｉｇ ｈ ＢＬＰ ｏｏｄ ｒ —
体 和客 体 的安 全 标 签来 决 定 访 问行 为是 否被 允许 。 Ｂ Ｐ模 型 将 系 统 状 态 定 义 为一 个 四元 组 （ ， ｆＨ） Ｌ ｂ Ｍ，， 。其 中
ｂ （ ｘ Ａ） 表示 在某 个 特 定状 态 下 主 体 对 客 体 的 访 问 模 式 ； Ｓ Ｏｘ Ｍ 是 访 问控 制 矩 阵 ；表 示 访 问 类 函数 ，该 函数 由主 体 的密 级 函 ｆ 数 ｆ和 客 体 的密 级 函数 ｆ构成 ，记 为 ｆ （ ， ） 由主 体 的密 级 。 ０ ＿ｆｆ ， 。ｏ ｆ ｓ和范畴 ｆ ｓ组成 ， 由客体的密级 ｆｏ 和范 畴 ｆ ｏ 组成 ； １ ） （ ３ ） （ ｆ ０ ２ ） （ ） （
图 ２ 不 可 重 复 读
事 ，
雪
丝
．
事务 ２ Ｔ
Ｉ时 （ 间轴】
石文 昌 ， 玉 芳等人研究发 现 ， 模 型 中主体被创建后 ， 孙 该 其 安 全 标 记 在 整 个 生命 周期 内 是 固定 的 。而 主 体 的访 问行 为 有 可
能 会 随 着 主 体 角 色 的 改 变 产 生 变 化 ，这 在 创 建 该 主体 时 是 难 以 预 测 的 ， 此 Ｂ Ｐ的 这 种 “ 全 标 签 不 变 法 则 ” 符 合 某 些 实 际 因 Ｌ 安 不
２ Ｂ Ｐ模 型 的 主 要缺 陷及 研 究 状 况 Ｌ
Ｂ Ｐ模 型 是 １ ７ Ｌ ９ ３年 由 Ｂ ｌ和 Ｌ ｐ ｄ ｌ 据 军 事 系 统 访 ｅｌ ａ ａ ｕａ根
问 控 制 规 则 ，并 融人 数 学 模 型 后 提 出 的一 种 计 算 机 多 级安 全策
略模型。 该模 型形 式 化 地 定 义 了系 统 状 态 和 状态 问 的转 换 规 则 ，
ｅ Ｓ ｂ ｓ ｈ ｏｙｓ ｆｔ ｕ ｎ ｅ ｅ ｒｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎｓｔ ｉｃ ｓ ｈ ｄ ｌ ｎｅｃ ｒ ｎ ｕ ｆｏ ｊｃ ｃ ｅ ｓｎ ｅ ｌ ａ ｉ ｔｅ ｒ，ａｅｙ ｂ ｇ ａ ｄ ｒｓ ａｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ， ｄｓ ｕ ｓ ｔｅ ｍｏ ｅ Ｓ ｉｔｒｕ ｒ ｔｂ ｇ ｏ ｂｅ ｔａ ｃ ｓ ｉ ｗｈ ｎ ｃ ｏ ｅ ｇ
并 通 过 一组 安 全 公 理 对 其 进 行 约 束 ， 证 一 个 安 全 的 系 统 ， 过 保 经
状 态 转换 仍 然是 安 全 的 。 为 了刻 画 系统 状 态 及 状 态 转 换 关 系 ， Ｌ Ｂ Ｐ模 型 引 入 了主 体
虽 然 Ｂ Ｐ模 型 是 多 级 安 全 性 的 基 本 公 理 ， 到 美 国 国 防 部 Ｌ 受 的推 崇 。但 是 随 着 研 究 的深 入 ， Ｌ Ｂ Ｐ模 型 的 缺 陷 也 逐 渐 暴 露 出 来 。国 内外 许 多 学 者 就 Ｂ Ｐ模 型潜 在 的 问题 提 出 了一 些 积 极 的 Ｌ
Ｈ表 示 系统 内客 体 的 树形 结 构 ，ｉ Ｏ∈Ｈ（ ） 示 在 树 型结 构 中 ， Ｏ表 客
雷 倩 睿 通 过 在 主 体安 全 标 签 上 增 加 了 一 个 动 态 完 整 性 评 估
标签 ， 主体分为“ 将 完全可信 ” “ 、基本可信” 可信性差 ” 和“ 三个等
级 。规定 只有 “ 全 可信 ” 完 主体 才具 有 不 受 限制 的 写权 限 ， “ 本 而 基 可 信 ” 体 只 有 “ 近 添 加 ” 限 ，可 信 性 差 ” 主 就 权 “ 的主 体 无 写 权 限 ＿。 ７ Ｊ 但是这种 “ 粒度 ” 粗 的完 整 性 检 查 上 的 改 进 ， 乏 具 体 的量 化 标 缺
准 ， 用性 较 差 。 可
体 Ｏ为 子 节 点 ， 体 Ｏ为 父 节 点 。 ｊ 客 Ｂ Ｐ模 型定 义 转 换 控 制 规 则 函 数 Ｐ为 Ｒ× — Ｄ Ｖ， 示 系 Ｌ Ｖ × 表 统 在 某 个 状 态 Ｖ下 ， 收 一个 请求 Ｒ， 照 控 制 规 则 的判 断集 Ｄ 接 按
应 用 场 合 ］ 。
只要 访 问行 为 符 合 访 问矩 阵 Ｍ 的 约 束 ，并且 Ｕ１ 级 小 于或 等 密
于文 件 ｆｅ ｉ １的密 级 ， Ｕ ｌ 而 ２的 密 级 大 于 或 等 于 文 件 ｆｅ ｉ １的密 级 ｌ 就 可 以实 现 。但 是 如 果 事 务 请求 如 图 ３描 述 ， Ｕ 则 ２在计 算 时所 使用 的 Ａ 的 值 已 经 无 意 义 ， 读 脏 数 据 。 即
如 ： 据 、 件 等 。 Ｂ Ｐ模 型将 主 体 对 客 体 的访 问模 式 Ｘ分 成 ｒ 数 文 Ｌ （ 读 ）ａ 只 写 ）ｗ（ 写 ） ｅ 执 行 ） 种 ， 使 用 访 问 属 性 集 只 、（ 、 读 和 （ 几 并
Ａ来表示。 Ｂ Ｐ模 型定 义 了 两种 安 全策 略 ， 自主安 全 控 制策 略 （ ＡＣ） Ｌ 即 Ｄ
ｂｉｙ ｓ ｄｉｃ ｓ ｅｄ． ｌ ｉ ｓ ｕ ｓ ｉ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ｕｒｙ ｙ ｔ ｍ ｓＢＬ ｍ ｕ —ｐｒｃｅ ｓ ， ｔ ｃｕ ｒ ｔｃ ｔｏｌｒ ｓ ｃ ｉｎ ｅｈ ｖｉ ｙ ｒ ｓ：ｅｃ ｉ ｓ ｓｅ ， Ｐ， ｔ Ｏ ｓ Ｏｒｎｅｒ ｒｅｎ ｏｎ ｒ ，ａｎ ａ ｔｏ ｂ ａ ｏｒ ｉ ｔ
本 文 在 对 Ｂ Ｐ模 型 及 其 缺 陷 和 研 究 现 状 进 行 研 究 的 基 础 Ｌ 上 ， 出一 种 适 应 于 多 处 理 机 系统 上 的改 进 模 型 ＭＢ Ｐ 提 Ｌ。
１ Ｂ Ｐ 访 问 控 制模 型 ［４ Ｌ １］ －
ｎ ｏ表 示 拒 绝 请 求 ，ｒ ｒ 示 匹 配规 则 不 唯 一 的错 误 请 求 ，表 示 ｅｒ 表 ｏ ？ 请 求 不 能 被 处 理 。 一 个 给 定 的 规则 函 数 就 决 定 了 一 个 系 统 状 态
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Ｂ Ｐ模 型 的 研 究 与并 发 控 制 改 进 Ｌ
Ｂ Ｐ模型的研究与并发控制改进 Ｌ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆ ＢＬ ｄ ｌ ｎ Ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ Ｉｔ ｒ ｕ ｒ ｎ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ Ｐ Ｍｏ ｅ ａ ｄ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｎ ｅ ｃ ｒ ｔ Ｃｏ ｔｏ ｅ
改进的措施。
Ｓ、 体 Ｏ、 问控 制 矩 阵 Ｍ 等概 念 。其 中 主体 Ｓ定 义 为 访 问行 客 访
为 的 发 起 者 ， ： 户 、 程 。客体 Ｏ 定 义 为访 问行 为 的接 受 者 ， 如 用 进
（ ） 型 强调 信 息 的机 密 性 ， 对信 息 的完 整 性 控 制 不 足 １模 而 Ｂ Ｐ模 型 是 根 据 军 事 系 统 访 问 控制 规 则 提 出 的 一 种 多 级 安 Ｌ 全 策 略 模 型 ， “ 上读 ， 下 写 ” 思想 虽 然 限 制 了 低 密 级 的 主 其 不 不 的
转换关系 ｗ（ ） ｛ｒ ｄ Ｖｖ ） （ｋ ） （ ， ｝ ｐ ＝ （ｋ ， ， ｌ ｒ Ｖ ＝ ｄ ｖ）。模 型指出一 个 ， ｐ ，
安 全 的系 统 必 须 保证 只要 系 统 初 始 状 态 是 安 全 的 ，则 经 过 一 系 列 状 态 间 的转 换 规 则 转换 后 ， 统 仍 然应 该 是 安全 的 。 系
ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕｌ—ｐｒ ｃ ｓ ｒ ｙｓｅ ． ｄ ｈ ｔ ｉｔｏｄｕ ｅ ｈ ｉｔ ｃｕ ｒｎ ｃ ｔｏ ｉ ｉ ｔ ｅ ｔ ｕ ｅｄ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｅｓ ｏ ｓ ｔ ｍ ａｎ ｔ ｅｎ ｏ ｎ ｒ ｃ ｔｅ ｎｅｒ ｒｅ ｔ ｏｎｒ ｌ ｄｅａ ｎ ｈ ｍ ｏ ｄｅ１ ｓ ｄ ． ｅ ｏｎ Ｂａ Ｓｅ ｒｙ ｃｕ ｉ ｔ Ｔｒ ｓ ｔ ｎ ａｎ ａｃｉ Ｂｅｈ ｖｏ ｏｎ ｅｐｔｈｅ ｍ ｐｒ ｅｄ ｏ ａ ｉｒ ｃ ｃ ， ｉ ｏｖ ｍｏｄｅ ｎ ｔ ｌ ａｍｅｄ Ｍ ＢＬ ｉ ｂｒ ｇｈ ｆ ｗａ ｄ，ｎ ｔ ｖ ｌ ｔ ｉｔ ｒ ｕ ｒ ｔ ｏｎｒ ｌ Ｐ ｓ ｏｕ ｔ ｏｒ ｒ ａ ｄ ｉ ｓ ａｉ ｙ ｏｆ ｎ ｅ ｃ ｒｅｎ ｃ ｔｏ ａ— ｄｉ
《 业 控 制 计 算 机 》 ０ １年 第 ２ 工 ２１ ４卷 第 ８期 针 对 Ｂ Ｐ模 型 在 系 统 状 态转 换 过 程 中 存 在 的安 全 隐 患 ， Ｌ 刘 克 龙 对 主 体 访 问 属 性 、 主安 全 性 、 单 安 全 性 、 自 简 一特 性 和 安 全 属 性 设 置 等 进 行 改 进 ， “ 全 主 体 访 问 ” 角 度 提 出 ， 系 统 状 从 安 的 在 态 发 生 转 换 的 过 程 中 ， 何 进 行 安 全 控 制 ］ 方 案 已经 应 用 于 如 。该 Ｓ ｃｉｕ ｅ ｌ ｘ安 全 操 作 系统 中 。 ｎ （ ） 型 没 有 考 虑 主 体 安全 标 签 的动 态 管 理 ３模
和 强制 安 全控 制 策 略 （ Ｃ） Ｄ Ｃ 中定 义 了访 问控 制矩 阵 Ｍ， ＭＡ 。 Ａ 该 矩 阵 的第 ｉ 第 ｊ 行 列元 素 Ｍｊ ｊ 表示 主 体 Ｓ 对 客体 Ｏ 的 访 问模 式 Ｘ 。 规 定 主体 只 能根 据 Ｍ 对 客 体进 行 访 问 。ＭＡ 则为 系 统 中的 所有 Ｃ 主 体和 客 体 分 配一 个 包 含 密级 和 范 畴 的 安全 标 转 换 的 前 后 特 性 ， 忽 略对 转换 过 程 ２模 却 的 系 统 安全 性 控 制
｛ｅ ，ｏ，ｒ ｒ？转 换为下一 个状 态 ， 中 ｙ ｓ表示执行 请求 ， ｙ ｓ ｎ ｅｒ ，｝ ｏ 其 ｅ
安 徽 省 高 等 学校 自然科 学研 究 项 目基 金 （ Ｊ ０ ９ １ ８） Ｋ２０Ｂ １
刘 斌 （ 安徽科技 学院计算机 系， 安徽 凤阳 ２ ３ ｏ ） ３ １０
摘 要
Ｂｉ ｌ Ｐ模 型是 最 常 用的 一 种 计 算机 多级 安 全 模 型 。 分 析 了 Ｂ Ｐ模 型 的基 本 理 论 、 全缺 陷和 研 究动 态的 基 础 上 ， 论 在 Ｌ 安 讨 了在 多 处理 机 系统 中该模 型存 在 的 客 体 访 问 并 发 缺 陷 ， 并针 对性 地 将 并 发控 制 思 想 引 入 到模 型 中 ， 出基 于 “ 全 事 务 行 提 安