高董英，鄭志偉，黃芳芳，丁 寧

（國網(wǎng)福建省電力有限公司信息通信分公司 福建 福州 350000）

0 引言

傳統(tǒng)的平臺(tái)認(rèn)證通常是將日常認(rèn)證的數(shù)據(jù)信息依據(jù)固定的格式編寫，結(jié)合匯總技術(shù)，再加上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)認(rèn)證模型，與預(yù)留信息相對(duì)比，最終完成對(duì)登錄用戶身份的驗(yàn)證與確認(rèn)。這種模式雖然可以完成預(yù)期的認(rèn)證目標(biāo)，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，仍然存在不同程度的問題以及缺陷，最終影響驗(yàn)證的實(shí)際精準(zhǔn)性和可靠性。在區(qū)塊鏈的環(huán)境之下，云平臺(tái)對(duì)于用戶的認(rèn)證效果會(huì)相對(duì)更佳。這主要是因?yàn)椋瑓^(qū)塊鏈技術(shù)更加符合云平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制，在實(shí)際執(zhí)行的過程中，對(duì)于平臺(tái)中數(shù)據(jù)處理的速度以及質(zhì)量更加容易控制，這對(duì)于用戶身份的驗(yàn)證也是一種安全保障，另外，關(guān)聯(lián)性的認(rèn)證模式與云計(jì)算技術(shù)相融合，形成完善的認(rèn)證機(jī)制[1-3]。因此，基于區(qū)塊鏈對(duì)云平臺(tái)用戶身份認(rèn)證方法進(jìn)行研究。在較為真實(shí)的環(huán)境之下，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，創(chuàng)建認(rèn)證的模型，將云平臺(tái)中的數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行匯總，最終完成對(duì)用戶身份的驗(yàn)證，但是需要注意的是，在驗(yàn)證的過程中，可以適當(dāng)?shù)嘏c互聯(lián)網(wǎng)有所關(guān)聯(lián)，以新型的處理形式來實(shí)現(xiàn)云計(jì)算，以此來進(jìn)一步提升整體的驗(yàn)證效果，營造更加安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

1 云平臺(tái)用戶身份認(rèn)證技術(shù)

1.1 設(shè)定身份認(rèn)證目標(biāo)邏輯指令

首先，基于區(qū)塊鏈技術(shù)將云平臺(tái)與區(qū)塊鏈中的處理程序相結(jié)合，利用實(shí)際的歸一認(rèn)證條件，創(chuàng)建一個(gè)初始的邏輯驗(yàn)證結(jié)構(gòu)，在平臺(tái)的驗(yàn)證窗口還會(huì)彈出用戶自身所設(shè)定的驗(yàn)證問題，如果不是本人登錄將無法實(shí)現(xiàn)，因此，具有一定的穩(wěn)定性。隨后，在驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)中依據(jù)目標(biāo)來劃分層級(jí)，每一個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)不同的階段式結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)邏輯目標(biāo)來完成認(rèn)證流程的設(shè)定[4-6]。在這個(gè)過程中，要先確定出邏輯認(rèn)證的范圍，并計(jì)算出邏輯指令均值，如下公式1所示：

公式（1）中：N表示邏輯指令均值，φ表示應(yīng)變距離，R表示認(rèn)證距離，λ表示允許出現(xiàn)的極限誤差值。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的邏輯指令均值。將數(shù)值設(shè)定在整體的結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)之中，設(shè)定相應(yīng)的審核協(xié)議，協(xié)議的作用是為了對(duì)用戶的身份進(jìn)行二次驗(yàn)證。設(shè)定二次驗(yàn)證的原因主要是在平臺(tái)的正常運(yùn)行中，由于區(qū)塊鏈環(huán)境的變化與調(diào)整，時(shí)常會(huì)使得協(xié)議指令形成一定的誤差，這樣會(huì)增加平臺(tái)運(yùn)行的困難與阻礙。面對(duì)這樣的情況，二次驗(yàn)證可以最大程度地確保用戶身份的準(zhǔn)確性。隨后，根據(jù)設(shè)定的指令以及申請(qǐng)，將UAIS的邏輯結(jié)構(gòu)置于后續(xù)的驗(yàn)證流程之中，明確初始的驗(yàn)證指令，計(jì)算出多點(diǎn)邏輯目標(biāo)驗(yàn)證系數(shù)，如下公式2所示：

公式（2）中：K表示多點(diǎn)邏輯目標(biāo)驗(yàn)證系數(shù)，N表示邏輯指令均值，θ表示多點(diǎn)誤差值。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的多點(diǎn)邏輯目標(biāo)驗(yàn)證系數(shù)，目標(biāo)驗(yàn)證系數(shù)相當(dāng)于認(rèn)證邏輯目標(biāo)的實(shí)際測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合用戶身份的驗(yàn)證層級(jí)結(jié)構(gòu)，再加上對(duì)應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，與區(qū)塊鏈相結(jié)合，形成一個(gè)完整的邏輯結(jié)構(gòu)，根據(jù)上述的測(cè)定條件，最終完成對(duì)認(rèn)證邏輯目標(biāo)的設(shè)定。

1.2 循環(huán)認(rèn)證模式

在區(qū)塊鏈的運(yùn)行環(huán)境之下，結(jié)合UAIS數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在云平臺(tái)之中，對(duì)相應(yīng)的密碼以及認(rèn)證范圍進(jìn)行初次認(rèn)證。通常情況下，在用戶進(jìn)行首次認(rèn)證前，均需要在平臺(tái)中設(shè)立輸出相應(yīng)的個(gè)人信息，并依據(jù)特有的形式，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證客戶端的設(shè)計(jì)[7]。所以，根據(jù)上述設(shè)定的認(rèn)證邏輯目標(biāo)，進(jìn)行初始認(rèn)證等級(jí)的劃分，可以在區(qū)塊鏈的環(huán)境之下，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建具有關(guān)聯(lián)性的用戶認(rèn)證環(huán)節(jié)，在每一個(gè)執(zhí)行認(rèn)證環(huán)節(jié)之中，均需要設(shè)有對(duì)應(yīng)的分離目標(biāo)，但是需要注意的是，分離目標(biāo)僅僅是短暫性的執(zhí)行驗(yàn)證目標(biāo)，具有特定的時(shí)限。所以，需要根據(jù)平臺(tái)的變化以及實(shí)際情況的更改，進(jìn)行雙向處理與設(shè)定，確保最終認(rèn)證結(jié)果的可靠性與全面性。完成之后，將區(qū)塊鏈中的PKI程序與LDAP服務(wù)器關(guān)聯(lián)，形成循環(huán)認(rèn)證的結(jié)構(gòu)，但是需要注意的是，認(rèn)證的模式需要遵循統(tǒng)一性原則，實(shí)現(xiàn)一致描述，見表1。

表1 循環(huán)認(rèn)證統(tǒng)一描述設(shè)定表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)循環(huán)認(rèn)證統(tǒng)一描述的設(shè)定。在此基礎(chǔ)之上，將統(tǒng)一描述的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)值設(shè)定在區(qū)塊鏈下統(tǒng)一認(rèn)證的結(jié)構(gòu)之中，其中的循環(huán)機(jī)制可以幫助用戶在認(rèn)證的過程中具備更強(qiáng)的安全性，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤認(rèn)證的情況，便會(huì)啟動(dòng)循環(huán)驗(yàn)證機(jī)制，在確保賬戶穩(wěn)定安全的同時(shí)，還有利于將驗(yàn)證結(jié)構(gòu)更加緊密的關(guān)聯(lián)在一起，形成更加具體、全面且完整的認(rèn)證機(jī)制，最終完成對(duì)區(qū)塊鏈統(tǒng)一認(rèn)證結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建。

1.3 構(gòu)建雙向認(rèn)證模型

建立雙向認(rèn)證模型。在上述的基礎(chǔ)之上，計(jì)算出雙向認(rèn)證環(huán)境的明確度，并計(jì)算出雙向協(xié)議指令系數(shù)的計(jì)算，如下公式3所示：

公式3中：P表示雙向協(xié)議指令系數(shù)，表示認(rèn)證指令終值，表示動(dòng)態(tài)協(xié)議值。通過上述計(jì)算，最終可以完成對(duì)雙向協(xié)議指令系數(shù)的計(jì)算。依據(jù)得出的指令值，編制出相關(guān)的認(rèn)證指令，認(rèn)證指令的設(shè)計(jì)是需要遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的，也是要?jiǎng)澐譃椴煌膶蛹?jí)，在每一個(gè)認(rèn)證層級(jí)之中，設(shè)定獨(dú)立單一的執(zhí)行目標(biāo)，采用循環(huán)描述的形式，對(duì)云平臺(tái)下的身份認(rèn)證作出相應(yīng)的定義描述。描述的范圍需要與上述統(tǒng)一認(rèn)證結(jié)構(gòu)的覆蓋范圍保持一致，這樣才可以確保最終認(rèn)證結(jié)果的精準(zhǔn)性與可靠性。將得出的雙向協(xié)議指令系數(shù)添加在認(rèn)證結(jié)構(gòu)之中，進(jìn)行雙向認(rèn)證流程的制定，獲取雙向測(cè)定驗(yàn)證范圍，關(guān)聯(lián)區(qū)塊鏈中的執(zhí)行流程，形成新的認(rèn)證流程，進(jìn)行雙向模式的創(chuàng)建，并將所需要認(rèn)證的用戶身份依據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可靠性的對(duì)比分析。在這個(gè)過程之中，可以結(jié)合認(rèn)證定義描述的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行認(rèn)證雙向指數(shù)的設(shè)定，具體見表2。

表2 云平臺(tái)下認(rèn)證雙向指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定表

根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)云平臺(tái)下認(rèn)證雙向指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。根據(jù)上述的設(shè)定，可以對(duì)實(shí)際執(zhí)行范圍作出預(yù)設(shè)。在這個(gè)范圍中，當(dāng)用戶需要身份驗(yàn)證時(shí)，通常所需要輸入的數(shù)據(jù)信息均是雙向的，這種模式可以進(jìn)一步擴(kuò)大云平臺(tái)下用戶認(rèn)證的靈活性以及多變性，打破了傳統(tǒng)身份認(rèn)證模式的束縛，并形成了更為合理的綜合認(rèn)證模式。通常情況下，經(jīng)過上述的設(shè)定以及分析，在3以上表明可靠效果極佳，反之，如果在3以下，則表明認(rèn)證結(jié)果存在誤差。再加之雙向結(jié)構(gòu)的設(shè)立，最終完成對(duì)雙向認(rèn)證模型的建立，為后續(xù)的認(rèn)證工作奠定基礎(chǔ)。

1.4 重放攻擊實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)用戶身份認(rèn)證

重放攻擊主要是利用區(qū)塊鏈的防范范圍，對(duì)驗(yàn)證攻擊進(jìn)行抵御，以此來降低認(rèn)證誤差的出現(xiàn)。所以，可以在設(shè)計(jì)驗(yàn)證模式的過程中，對(duì)抵御攻擊的范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常情況下，不同的重放攻擊對(duì)于平臺(tái)的沖擊情況存在一定的差異，并且攻擊的次數(shù)也會(huì)造成驗(yàn)證差值感，所以，可以根據(jù)區(qū)塊鏈的防范范圍，在訓(xùn)練的過程中，進(jìn)行重放攻擊次數(shù)的設(shè)定，具體見表3。

表3 區(qū)塊鏈防范范圍中重放攻擊次數(shù)設(shè)定表

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)區(qū)塊鏈防范范圍中重放攻擊次數(shù)的設(shè)定。根據(jù)實(shí)際的攻擊情況，結(jié)合區(qū)塊鏈的輔助，可以形成一整臺(tái)具有針對(duì)性的身份驗(yàn)證方案，可以在方案中設(shè)計(jì)相應(yīng)的處理驗(yàn)證層級(jí)，并且層級(jí)之間存在不同等級(jí)的關(guān)聯(lián)目標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，通過調(diào)整驗(yàn)證目標(biāo)，來更改用戶每一次登錄的驗(yàn)證條件，使驗(yàn)證的環(huán)境循環(huán)變化，一定程度上也提升了驗(yàn)證的等級(jí)。隨后在此基礎(chǔ)之上，還需要建立重放攻擊的反向認(rèn)證結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述的設(shè)定，將反向認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)添加在雙向認(rèn)證模型之中，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一與融合，再結(jié)合重放攻擊的測(cè)定系數(shù)，形成動(dòng)態(tài)應(yīng)變可靠性的認(rèn)證機(jī)制。但是需要注意的是，認(rèn)證機(jī)制在反向認(rèn)證結(jié)構(gòu)的作用之下，可能會(huì)出現(xiàn)循環(huán)認(rèn)證差值，所以在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以設(shè)定相應(yīng)的差值范圍，避免認(rèn)證錯(cuò)誤問題的出現(xiàn)。隨后，在此基礎(chǔ)之上，提取初始的認(rèn)證質(zhì)量，將其與動(dòng)態(tài)應(yīng)變可靠性的認(rèn)證機(jī)制相對(duì)比，挑選貼合實(shí)際的認(rèn)證流程，加以重置，形成新的認(rèn)證結(jié)構(gòu)，最終結(jié)合重放攻擊實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)用戶身份可靠性的認(rèn)證。

2 方法測(cè)試

本次主要是對(duì)區(qū)塊鏈環(huán)境下云平臺(tái)用戶身份可靠性認(rèn)證方法的研究與分析。測(cè)試共需要?jiǎng)澐?個(gè)測(cè)試小組，測(cè)試小組1為傳統(tǒng)的PKI多渠道認(rèn)證方法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)PKI多渠道認(rèn)證測(cè)試組；測(cè)試組2為傳統(tǒng)的特征認(rèn)證方法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)特征認(rèn)證測(cè)試組，最后是本文所設(shè)計(jì)的方法，將其設(shè)定為122認(rèn)證測(cè)試組。3組測(cè)試會(huì)在相同的測(cè)試環(huán)境之下同時(shí)進(jìn)行，將得出的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，完成最終測(cè)試。

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

在對(duì)云平臺(tái)用戶身份可靠性進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試之前，需要先進(jìn)行準(zhǔn)備。首先，為了確保平臺(tái)測(cè)試過程中不受到外部因素的影響，需要進(jìn)行加密操作。依據(jù)實(shí)際的用戶信息，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加密范圍的設(shè)定，如下公式（4）所示：

公式（4）中：H表示網(wǎng)絡(luò)加密范圍，t表示密鑰的實(shí)際距離，β表示驗(yàn)證預(yù)估范圍。通過上述計(jì)算，最終可以完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)加密范圍的設(shè)定。將其設(shè)定在認(rèn)證測(cè)試模型之中，在UAIS和LMA的處理平臺(tái)之中，進(jìn)行驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并在每一個(gè)結(jié)構(gòu)層級(jí)之中，設(shè)立不同階段的驗(yàn)證目標(biāo)，在實(shí)際的驗(yàn)證計(jì)算矩陣之中，提高復(fù)雜度，進(jìn)行描述驗(yàn)證處理機(jī)制的設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)字解密驗(yàn)證處理，并利用UAIS關(guān)聯(lián)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證時(shí)延的設(shè)定，具體見表4。

表4 UAIS關(guān)聯(lián)云平臺(tái)驗(yàn)證時(shí)延設(shè)定表

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)UAIS關(guān)聯(lián)云平臺(tái)驗(yàn)證時(shí)延的設(shè)定，在區(qū)塊鏈的環(huán)境之下，計(jì)算出區(qū)塊驗(yàn)證的時(shí)延描述值，具體如下公式（5）所示：

公式（5）中：M表示區(qū)塊驗(yàn)證的時(shí)延描述值，k表示應(yīng)變時(shí)間，d表示公鑰距離。通過上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的區(qū)塊驗(yàn)證的時(shí)延描述值。根據(jù)上述計(jì)算，最終完成對(duì)認(rèn)證測(cè)試環(huán)境的搭建，核查相關(guān)的測(cè)試設(shè)備以及裝置是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，確保不存在影響最終測(cè)試結(jié)果的外部因素，核查無誤后，開始測(cè)試。

2.2 測(cè)試過程及結(jié)果分析

在上述所搭建的測(cè)試環(huán)境之下，開始進(jìn)行測(cè)試。利用關(guān)聯(lián)平臺(tái)獲取測(cè)試的相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息目標(biāo)，將其添加在預(yù)設(shè)的認(rèn)證模型之中，完成之后，關(guān)聯(lián)區(qū)塊鏈的云平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)將測(cè)試的用戶信息依據(jù)特殊的形式匯總成為一個(gè)文本，利用傳輸信道，發(fā)送至對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)之中，隨后利用云平臺(tái)對(duì)測(cè)試用戶的信息以及身份進(jìn)行驗(yàn)證，最終得出相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，見表5。

表5 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表

根據(jù)表5中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析：在不同的UAIS時(shí)延距離環(huán)境之下，對(duì)比于傳統(tǒng)的PKI多渠道認(rèn)證測(cè)試組、傳統(tǒng)特征認(rèn)證測(cè)試組，本文所設(shè)計(jì)的方法最終得出的驗(yàn)證誤差相對(duì)較小，驗(yàn)證的效果更佳，具有更強(qiáng)的靈活性，同時(shí)還能夠降低攻擊所造成的實(shí)際傷害，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語

綜上所述，基于區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)云平臺(tái)用戶身份認(rèn)證方法。對(duì)比于傳統(tǒng)的認(rèn)證方法，本文所設(shè)計(jì)的方法相對(duì)更加靈活，全面且系統(tǒng)，在Hadoop云平臺(tái)之中，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的安全體系結(jié)構(gòu)以及Kerberos的身份認(rèn)證機(jī)制，在實(shí)際執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)范圍之內(nèi)，結(jié)合Artifact的認(rèn)證基礎(chǔ)，形成更大范圍的驗(yàn)證模式，階段式的驗(yàn)證方法可以最大程度地降低可靠性驗(yàn)證的誤差與風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，便于加強(qiáng)對(duì)平臺(tái)安全認(rèn)證授權(quán)的控制。在用戶認(rèn)證、服務(wù)授權(quán)以及服務(wù)請(qǐng)求等方面，均得到了提升，進(jìn)而增強(qiáng)實(shí)際的驗(yàn)證效果，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)邁入新的發(fā)展臺(tái)階。