访问控制原理

• then delete r+ from A[p, f] • enter r+ into A[q，f]
•
create object f
•
enter own into A[p, f]
•
enter r into A[p, f]
•
enter w into A[p, f]
• end
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• 2、对文件f有所有权的进程p，可以把对f 的任何权利（除所有权外）转授给其他 进程。
• 例如，进程p可以用以下命令授予进程q 以r-访问权。
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3.1 基本任务与实现方法
基本任务：是保证对客体的所有直接访问 都是被认可的。它通过对程序与数据的读 、写、更改和删除的控制，保证系统的安 全性和有效性，以免受偶然的和蓄意的侵 犯。 实现：由支持安全策略的执行机制实现
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访问控制的有效性
建立在两个前提上
• 第一是用户鉴别与确证，保证每个用户 只能行使自己的访问权，没有一个用户 能够获得另一个用户的访问权。这一前 提是在用户进入系统时登录过程中对用 户进行确认之后完成的。
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访问监控器的不足
• 1、访问监控器主要还是作为单级安全模 型使用的，受监视的目标要么允许被访 问，要么不允许被访问。
• 受监控的目标只有简单的安全性，要么 安全，要么不。监视器模型不适应更复 杂的安全要求。
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• 2）系统中所有对受监控目标的访问要求 都由监控器检查核实，监控程序将被频 繁调用，这将使监控器可能成为整个系 统的瓶颈，影响系统效率。
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访问监控器实现为安全核
• 在首次提出访问监控器的概念时，不少人 认为能够构造一个足够小的安全核来穷尽 测试验证。
• 认为模型与实现之间的一致性可以通过测 试由模型所定义的系统的所有安全状态来 证明，至少可以使足够多的状态满足测试 要求，使得安全漏洞几乎不可能出现。
• 从实际中看，除非安全核具有简单功能， 否则要想进行全面彻底的测试是不可能的。
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• 第二是“说明每一用户或程序的 访问权信息是受保护的，是不会 被非法修改的”，该前提是通过 对系统客体与用户客体的访问控 制获得的。
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3.1.1 访问矩阵模型
• 操作系统的访问矩阵模型是由Lampson和 Denning在70年代初提出的，后经Graham 和Denning相继改进的。数据库系统的访 问 矩 阵 模 型 是 Coway 在 Cornell 大 学 提 出 的。
访问矩阵模ห้องสมุดไป่ตู้中包括三类要素： 1、系统中的客体集O，是系统中被访问的
对象，如文件、程序、存储区等。每一 个客体oO可由它们的名字唯一地标识 与识别。
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2、系统中的主体集S，是系统中访问 操作的主动发起者，如用户、进程、 执行域等。执行域是进程运行期间 的保护环境，一个进程在运行期间 可以改变执行域。
• Q Q0 Q1 …… Qn Q’ • 我们将写成Q * Q’。
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• 例2： 以下是一些利用命令实现访问权限管理 的例子。
• 1、任何进程都可以创建一个文件，自动地给 所创建的文件赋予所有权和对文件的r-访问权、 w-访问权。这可以用以下命令表达：
• command create file (p, f)
• Commad confer read (p, q, f)
•
If own in A[p, f]
•
then enter r into A[q, f]
• end
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权利缩减原则
• 为了防止一个进程的权利被恶意扩大， 普遍采用一个称为“权利缩减”原则。 该原则规定，一个进程永不能为自己增 加权利或向别的进程转授它所没有的权 利。
第3章 访问控制原理 3.1节 访问控制
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第3章 访问控制原理
计算机信息系统中，对信息的安全控制 技术有3种： • 访问控制：访问矩阵模型 • 信息流控制：格式模型（BLP模型、 Biba模型、军用安全模型） • 推理控制：解决数据库应用系统中的信 息泄漏问题
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一、访问控制
•主体：信息系统中用户或进程，系统所 有的用户与进程形成主体集合，
• Q c (a1，a2，……，ak) Q’ 或简写为 Q c Q’
• 但需要注意命令要么被完整地执行，要 么不被执行，只要有一个条件没有满足， 命令就不被执行。
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• 因此，有以下规定：
• 1、如果C中有一个或多个条件不满足， 那么Q’=Q；
• 2Q、1、否…则…，、QQn’，=Q使n，得这 里 存 在 状 态 Q0、 Q=o个Qp1o0,p…i中o..p,的o1Qp形n1是式命o参p令2…数c…x中i已.的代o运p之n算Q以n序实列际，其参但数每中ai。 • 如 如果果命存令在c长使为得nQ≥0的命c Q令’则序写列成使Q得 Q’。
主、客体的增加与删除以及访问权限与 安全属性的改变而变化。 • 访问监控器的关键作用是要对主体对客 体的每一次访问都要实施控制，并对每 一次访问活动进行审计记录。
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访问监控器的三原则
• 完备性原则。该原则要求不通过访问监控器， 主体就不能对客体进行任何访问操作。完备性 原则还要求硬件支持基于安全核的系统。硬件 上必须保证任何程序必须经过安全核的控制进 行访问。
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O、S和R三者之间的关系是以矩阵A 的形式表示的 • 它的行对应与某个主体， • 列对应于某个客体。 • 集合R是矩阵的项（元素）的集合， 每个项用A[s,o]表示，其中存放着主 体s对客体o的访问权或某些特权。
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• 某些权利是通用的，可以应用到多 种类型的客体上，如r、w、e都是通 用的；有些客体是属于某人或某团 体专有的，对这类客体需要具有own （拥有权）。
每个主体sS也是可以由它们的名字 唯一地标识与识别。我们假定主体 也 是 一 种 类 型 的 客 体 ， 因 此 有 SO。
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• 3、系统中主体对客体的访问权限集 合R，访问权说明在不同客体上可以 执行的访问操作的种类。对存储区 段和文件的访问权通常包括r（读）、 w（写）和e（执行），append（附 加），own（拥有）等权利。
• Command transfer read (p，q，f) If r* in A[p，f] Then enter r into A[q, f]
End
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• 一个进程可以转授一个访问权，但需要 没收转授者自己的这个权利，这可用唯 转授标记（+）表示。下述命令描述了这 一功能：
• command transfer-only read (p，q，f) • if r+ in A[p，f]
• QopQ’ （读做：Q在执行op后进入Q’状态） • 如果状态Q是安全的，且操作op本身的
执行也是安全的，那么新状态Q’也是安 全的。
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• 设c (a1，a2，……，ak) 是具有实际参数a1， a2，……，ak的一个命令，那么在c (a1， a2，……，ak) 的作用下，从状态Q转换 为Q’写成
• 但大多数系统又规定，此原则仅对非拥 有者（own权）应用。我们遵照这两个规 定，所以上面命令中的q也可以是p自身。 换言之，拥有者可以给自己增加权利。 33
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权利的撤消
• 3、访问权的撤消。我们将假定一个客体的拥有者 可以在任何时刻撤消对该客体的访问权。例如， 进程p可以用以下命令撤消进程q对f的r-访问权。
{r}矩阵其他入口项内容不变。
S’=S{s’},O’=O{s’}A’[s,o]
=A[s,o], 当sS, oO，A’[s,o’]=,
当oO’A’[s,s’]=, 当sS’
S’=S,
O’=O{o’}A’[s,o]=A[s,o], 当 sS,
oOSA’’=[Ss-,o{’s’]=},, 当O’s=SO’-{s’}
•
then
•
op1
•
op2
•
……
•
opn
• end.
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状态转换的描述
设op是一个本原操作（或本原运算），Q= （S，O，A） 是 系 统 的 保 护 状 态 ， A 表 示 访问矩阵，在状态Q中op的执行导致从状 态 Q 转 换 到 状 态 Q’=（S’，O’，A’）。 这一转换用符号表示为：
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• 3）监控器只能控制直接访问，不能控制 间接访问。例如：
• IF file_A is empty THEN a:=1
•
ELSE a:=0;
• 可以通过a的结果判断file_A 有无内容
• 监控器模型无法控制获得这种间接信息。 这是一种信息流控制问题，将在下一章 （信息流控制原理）中深入研究。
• 当A[s,o]中不包含所需权利时，客体o的 监控器就阻止主体s对其的访问。
• 监控器可以用硬件、软件或软硬件的组 合实现。
• 访问监控器对应操作系统中的安全核。
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访问矩阵 用户账户/口令
安全数据基
主体
访问监控器
客体
审计日志 系统访问控制模型
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• 访问控制数据基。实际上就是访问矩阵。 • 访问控制数据基是动态变化的，它随着
• 模型是用状态和状态转换的概念定义的。 这里的状态是用访问矩阵表示的，状态 转换是用命令描述的。
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这个模型有以下优点：
• 1、简明——易懂、易理解、易证明。 • 2、通用——有能力综合不同策略和应用
于多种实现。 • 3、精确——有能力忠实地反映策略和系
统形态。 • 4、与数据式样无关。