摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園中的普及，校園中建立了多種應(yīng)用系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的管理、信息的管理，提供各種信息服務(wù)。但是，由于各個(gè)系統(tǒng)豐管部門不同、面向?qū)ο蟛煌?duì)學(xué)校影響的緊迫程度不同，各個(gè)系統(tǒng)是分步建成的，并不是統(tǒng)一規(guī)劃的。各個(gè)系統(tǒng)建立的時(shí)間不同，在提供應(yīng)用的廠商不同，各個(gè)系統(tǒng)之間大都互相獨(dú)立，缺乏一個(gè)統(tǒng)一的登錄入口。本文可以設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一認(rèn)證的系統(tǒng)，通過(guò)單點(diǎn)登錄來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的訪問(wèn)和使用。此系統(tǒng)是基于PKI的校園網(wǎng)身份認(rèn)證系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)； 統(tǒng)一身份認(rèn)證

統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)是學(xué)校各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)外窗口，是整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的門戶。它為校園網(wǎng)絡(luò)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)證入口，將用戶在不同應(yīng)用系統(tǒng)中設(shè)置的多個(gè)口令相統(tǒng)一，為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶管理、將來(lái)建立統(tǒng)一信息集成系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。統(tǒng)一用戶認(rèn)證設(shè)計(jì)的功能和目標(biāo)為：設(shè)計(jì)一套全校統(tǒng)一的用戶認(rèn)證系統(tǒng)，為各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供用戶身份認(rèn)證的功能。這個(gè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)的單點(diǎn)登錄，用戶通過(guò)了認(rèn)證后就可以直接訪問(wèn)學(xué)校的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)中認(rèn)證及漫游支撐系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠、安全、高效，特別是安全問(wèn)題應(yīng)該著重考慮。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：?jiǎn)吸c(diǎn)登錄系統(tǒng)采用基于數(shù)字證書(shū)的加密和數(shù)字簽名技術(shù)，對(duì)用戶實(shí)行集中統(tǒng)一的鈴理和身份認(rèn)證，并作為各應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一登錄入口。單點(diǎn)登錄系統(tǒng)在提高系統(tǒng)安全性、降低管理成本方面有突出作用，不僅規(guī)避密碼安全風(fēng)險(xiǎn)，還簡(jiǎn)化用戶認(rèn)證的相關(guān)應(yīng)用操作。校園網(wǎng)PKI系統(tǒng)是建立數(shù)字校園的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，建立適用于校園網(wǎng)的PKI系統(tǒng)模型，必須充分考慮校園網(wǎng)的特殊環(huán)境：1.通過(guò)實(shí)施單點(diǎn)登錄功能，使用戶只需一次登錄就可以根據(jù)相關(guān)的規(guī)則去訪問(wèn)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，提高信息系統(tǒng)的易用性、安全性、穩(wěn)定性；2.在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用戶在異構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)一身份認(rèn)證功能；3.實(shí)現(xiàn)提供對(duì)校園內(nèi)無(wú)線WAP接入和無(wú)線射頻譬接入的統(tǒng)一認(rèn)證支持；4.采用LDAP無(wú)縫集成現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)庫(kù)作為SSO應(yīng)用軟件系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。

系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)之UIDP服務(wù)器的設(shè)計(jì)：用戶授權(quán)的基礎(chǔ)是對(duì)用戶的統(tǒng)一管理，對(duì)于在用戶信息庫(kù)中新注冊(cè)的用戶，通過(guò)自動(dòng)授權(quán)或手工授權(quán)方式，為用戶分配角色、對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán)限、應(yīng)用系統(tǒng)操作權(quán)限，完成對(duì)用戶的授權(quán)。如果用戶在用戶信息庫(kù)中被刪除，則其相應(yīng)的授權(quán)信息也將被刪除。完整的用戶授權(quán)流程如下：1.用戶信息統(tǒng)一管理，包括了用戶的注冊(cè)、用戶信息變更、用戶注銷；2.權(quán)限管理系統(tǒng)自動(dòng)獲取新增用戶信息，并根據(jù)設(shè)置自動(dòng)分配默認(rèn)權(quán)限和用戶角色；3.用戶管理員可以基于角色調(diào)整用戶授權(quán)或直接調(diào)整單個(gè)用戶的授權(quán)；4.授權(quán)信息記錄到用戶屬性證書(shū)或用戶信息庫(kù)中；5.用戶登錄到應(yīng)用系統(tǒng)，由身份認(rèn)證系統(tǒng)檢驗(yàn)用戶的權(quán)限信息并返回給應(yīng)用系統(tǒng)，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的權(quán)限要求可以進(jìn)行操作，否則拒絕操作；用戶的授權(quán)信息和操作信息均被記錄到日志中，可以形成完整的用戶授權(quán)表、用戶訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)表。

用戶信息庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：定義統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于用戶信息部分的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便了解統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)所能夠提供的用戶信息。用戶信息庫(kù)包含以下內(nèi)容：

證書(shū)認(rèn)證服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：安全認(rèn)證中心基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字證書(shū)服務(wù)受理服務(wù)器組成如下：

1.CA管理中心：CA管理中心是系統(tǒng)的核心，其在安全環(huán)境中產(chǎn)生用于數(shù)字簽名的RSA公鑰對(duì)，然后產(chǎn)生自簽名的數(shù)字證書(shū)，負(fù)責(zé)為RA操作員、RA服務(wù)器、cA管理員簽發(fā)數(shù)字證書(shū)，同時(shí)接受來(lái)自RA服務(wù)器發(fā)送來(lái)的終端實(shí)體數(shù)字證書(shū)的請(qǐng)求，為終端實(shí)體簽發(fā)數(shù)字證書(shū)。在校園PKI系統(tǒng)中，CA認(rèn)證中心主要由學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)信息中心進(jìn)行維護(hù)和運(yùn)行?；谇拔膶?duì)跨平臺(tái)需求的研究，CA管理中心為內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器提供基于SAML的WebService認(rèn)證機(jī)制，確保正確響應(yīng)跨平臺(tái)跨系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)證請(qǐng)求。2.數(shù)字證書(shū)服務(wù)受理服務(wù)器：CA網(wǎng)站是CA與用戶溝通的橋梁，CA網(wǎng)站采用Web服務(wù)器，為用戶提供網(wǎng)上申請(qǐng)證書(shū)、下載證書(shū)、掛失證書(shū)等服務(wù)。3.審核機(jī)構(gòu)RA：審核機(jī)構(gòu)RA在校園PKI體系結(jié)構(gòu)中起承上啟下的作用。RA服務(wù)器根據(jù)用戶提交的表單信息，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)格式的證書(shū)請(qǐng)求，通過(guò)SSL安全信道將此標(biāo)準(zhǔn)格式的證書(shū)請(qǐng)求傳送至CA服務(wù)器然后對(duì)用戶頒發(fā)證書(shū)。在校園PKI系統(tǒng)中，RA的維護(hù)和運(yùn)行也由學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息中心負(fù)責(zé)，并通過(guò)RA服務(wù)器和RA操作員連接。4.數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心是證書(shū)的存放地，提供根證書(shū)實(shí)體數(shù)字證書(shū)和CDL的檢索與下載服務(wù)，用戶可以通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心獲取自己或他人以及CA的數(shù)字證書(shū)以及CRL。5.CA操作員：通過(guò)SSL安全信道實(shí)現(xiàn)對(duì)CA服務(wù)器進(jìn)行全面的配置管理和操作審計(jì)功能。CA操作員由學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息中心安排并分別為其頒發(fā)CA操作員證書(shū)。6.RA操作員：通過(guò)SSL安全信道管理登錄RA。負(fù)責(zé)驗(yàn)證終端實(shí)體的證書(shū)請(qǐng)求，如果驗(yàn)證成功，直接將此證書(shū)請(qǐng)求發(fā)送給CA服務(wù)器。RA操作員由各院系團(tuán)支書(shū)擔(dān)任，負(fù)責(zé)相關(guān)的本院系同學(xué)的驗(yàn)證工作。其中各角色的用例圖設(shè)計(jì)如下：

數(shù)字證書(shū)是一段包含用戶身份信息、用戶公鑰信息以及身份驗(yàn)證機(jī)構(gòu)數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)。本證書(shū)采用X509v3標(biāo)準(zhǔn)，證書(shū)中附帶用戶在各

個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中授予的權(quán)限。各應(yīng)用系統(tǒng)可以直接根據(jù)證書(shū)中的授權(quán)提供給用戶響應(yīng)的服務(wù)。其各個(gè)CA中心頒發(fā)的數(shù)字證書(shū)結(jié)構(gòu)如下：

本文以統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)為中心，通過(guò)對(duì)PKI和統(tǒng)一認(rèn)證技術(shù)的學(xué)習(xí)，針對(duì)現(xiàn)在校園網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)并行、多種接入方式并存的情況等問(wèn)題的研究。最后根據(jù)對(duì)這些問(wèn)題的分析，設(shè)計(jì)出了一個(gè)基于PKI的校園網(wǎng)身份認(rèn)證系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用PKI體系的非對(duì)稱體制，實(shí)現(xiàn)了用戶身份的鑒別以及信息傳輸過(guò)程中的機(jī)密性，完整性和不可否認(rèn)性。通過(guò)實(shí)施單點(diǎn)登錄功能，使用戶只需一次登錄就可以根據(jù)相關(guān)的規(guī)則去訪問(wèn)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，提高信息系統(tǒng)的易用性、安全性、穩(wěn)定性；進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用戶在異構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)一身份認(rèn)證功能；實(shí)現(xiàn)提供對(duì)校園內(nèi)無(wú)線WAP接入和無(wú)線射頻卡接入的統(tǒng)一認(rèn)證支持；目前各高校多個(gè)信息系統(tǒng)并存，將各個(gè)系統(tǒng)能夠整合歸一、建立一個(gè)學(xué)校統(tǒng)一的信息系統(tǒng)，是將來(lái)最終建設(shè)的目標(biāo)。本文主要是從理論上進(jìn)行了論證，從而設(shè)計(jì)出學(xué)校網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介

周思吉，男，（1986—），漢族，四川達(dá)州人，四川文理學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，助教