趙濤，馮向萍，趙新苗，迪力夏提

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，烏魯木齊 830000）

近年來，新疆馬匹數(shù)量不斷增加，截至2018年底［1］，新疆馬存欄73萬(wàn)匹，馬繁育生產(chǎn)體系不斷健全，現(xiàn)有哈薩克馬、焉耆馬、巴里坤馬、柯爾克孜馬4個(gè)原始品種和伊犁馬、伊吾馬2個(gè)培育品種。這些都為現(xiàn)代馬產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為充分挖掘馬產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)潛力，提高現(xiàn)代信息化管理馬產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，亟需在新疆推行馬品種登記工作［2］。

目前，支撐現(xiàn)代馬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的馬匹登記工作相對(duì)滯后，推進(jìn)緩慢，登記工作主要依靠傳統(tǒng)手工登記方式完成［2］。為了實(shí)現(xiàn)馬品種登記的電子化和信息共享，需要研發(fā)一套系統(tǒng)來對(duì)馬品種進(jìn)行登記管理，而角色管理是系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的安全規(guī)則，使用戶只能訪問被授權(quán)的內(nèi)容，通過鑒別用戶身份，有效防范非法入侵，提高系統(tǒng)的安全策略，減少系統(tǒng)的管理開銷。本研究基于Django框架，結(jié)合角色的訪問控制模型Role-Based Ac?cess Control（RBAC），設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了馬品種登記系統(tǒng)的角色管理模塊。

1 基于角色的訪問控制

1996年，美國(guó)喬治梅森大學(xué)的Sandhu等［3］提出了基于角色的訪問控制模型，該模型在用戶和權(quán)限之間引入了角色的概念，即給每一個(gè)用戶分配一個(gè)適合的角色，每一個(gè)角色擁有對(duì)應(yīng)的權(quán)限，其模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 RBAC模型核心結(jié)構(gòu)

在RBAC模型中，通過角色關(guān)聯(lián)用戶、角色關(guān)聯(lián)權(quán)限的方式賦予用戶權(quán)限。對(duì)于用戶和角色包含了兩種關(guān)系，一種是多對(duì)一，一種是多對(duì)多。在馬品種登記系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)使用人員較少，崗位權(quán)限相對(duì)清晰且不會(huì)出現(xiàn)兼崗的情況，故本系統(tǒng)采用了用戶和角色之間的多對(duì)一關(guān)系，即一個(gè)用戶只能擁有一個(gè)角色，但一個(gè)角色可以是多個(gè)用戶。而角色和權(quán)限之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)角色可以擁有多個(gè)權(quán)限，同時(shí)，一個(gè)權(quán)限也可以賦給多個(gè)角色。

2 馬品種登記系統(tǒng)角色管理模塊的構(gòu)建

根據(jù)馬品種登記信息化建設(shè)要求，馬品種登記系統(tǒng)建設(shè)模塊主要包括注冊(cè)登錄、馬品種登記、護(hù)照管理、審核管理等，各個(gè)功能模塊都需要設(shè)定對(duì)應(yīng)的用戶角色，不同用戶在不同功能模塊下?lián)碛胁煌牟僮鳈?quán)限。

基于新疆維吾爾自治區(qū)馬業(yè)協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱馬業(yè)協(xié)會(huì)）和新疆維吾爾自治區(qū)畜牧總站（簡(jiǎn)稱畜牧總站）對(duì)系統(tǒng)的需求，在馬品種登記系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的業(yè)務(wù)管理人員和單位管理人員，明確各管理人員的主要職責(zé)。目前由于大多數(shù)馬主的文化水平有限，在錄入馬匹信息時(shí)，不僅在系統(tǒng)操作上有困難，而且不能保證馬匹信息的準(zhǔn)確性，故通過登記官代勞機(jī)制，協(xié)會(huì)專門指定部分專業(yè)人士為登記官，專門為馬主服務(wù)，錄入馬匹的相關(guān)信息，并進(jìn)行鑒定。

2.1 系統(tǒng)角色體系架構(gòu)

馬品種登記系統(tǒng)主要針對(duì)新疆不同的馬品種（哈薩克馬、焉耆馬、巴里坤馬、柯爾克孜馬、伊犁馬、伊吾馬）進(jìn)行登記，登記時(shí)區(qū)分幼駒、地方品種馬、引進(jìn)馬3種類型。在馬匹登記、護(hù)照管理、審核管理等環(huán)節(jié)具備增、刪、改、查、導(dǎo)入導(dǎo)出等功能。

該系統(tǒng)預(yù)置了管理員、馬業(yè)協(xié)會(huì)、畜牧總站角色，其中，管理員權(quán)限不可修改，馬業(yè)協(xié)會(huì)和畜牧總站角色須在創(chuàng)建用戶后，指定對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)角色，具備相應(yīng)的管理功能，如，審核登記官用戶申請(qǐng)信息及馬匹信息、生成護(hù)照等。

系統(tǒng)還設(shè)置了馬主和登記官的角色，不同的角色都需要審核通過后才可使用本系統(tǒng)，不同的角色擁有不同的權(quán)限。馬主可以錄入馬匹信息、申請(qǐng)修改信息和申請(qǐng)生成護(hù)照，另外馬主又分成不同的會(huì)員等級(jí)，不同的級(jí)別可查看系統(tǒng)中不同數(shù)量的馬匹信息。登記官主要有3種：協(xié)會(huì)登記官、地州登記官和縣級(jí)登記官，登記官都具備錄入馬匹和審核馬主用戶的功能；協(xié)會(huì)登記官擁有對(duì)任何馬匹的錄入權(quán)限和任何馬主的審核權(quán)限；地州登記官擁有對(duì)本地州內(nèi)馬匹的錄入權(quán)限和馬主的審核權(quán)限；縣級(jí)登記官擁有對(duì)本縣市內(nèi)馬匹的錄入權(quán)限和馬主的審核權(quán)限。給用戶設(shè)置操作權(quán)限時(shí)，需在創(chuàng)建用戶后，指定或申請(qǐng)角色，這樣，用戶就會(huì)得到一定的角色，自動(dòng)賦予角色的操作權(quán)限。

馬品種登記系統(tǒng)共設(shè)立了三級(jí)角色用戶，三級(jí)和二級(jí)角色用戶的角色申請(qǐng)必須由其上級(jí)角色用戶審核通過后方可使用。三級(jí)角色為馬主，二級(jí)角色為登記官，登記官又分了協(xié)會(huì)登記官、地州登記官、縣級(jí)登記官，一級(jí)角色主要是馬業(yè)協(xié)會(huì)（登記管理委員會(huì)）和畜牧總站。按照系統(tǒng)功能，建立馬品種登記系統(tǒng)角色體系架構(gòu)如圖2所示。

圖2 馬品種登記系統(tǒng)角色體系架構(gòu)

2.1.1 三級(jí)角色（馬主）注冊(cè)賬號(hào)并完善個(gè)人基本信息后，申請(qǐng)角色（馬主分不同的會(huì)員等級(jí)），不同的會(huì)員等級(jí)可查閱的馬匹信息數(shù)量不同，繳納會(huì)費(fèi)不同，申請(qǐng)經(jīng)二級(jí)角色（登記官）審核通過后方可填寫并提交《馬匹登記申請(qǐng)表》，表格主要登記馬匹基本信息、血統(tǒng)信息、類型與理想表現(xiàn)、體尺與體重、外貌體質(zhì)、工作能力和外貌特征附件等。

2.1.2 二級(jí)角色（登記官）登記官主要分3種（協(xié)會(huì)登記官、地州登記官和縣級(jí)登記官），其主要職責(zé)有3個(gè)方面。

1）注冊(cè)賬號(hào)，完善個(gè)人基本信息，申請(qǐng)角色，待一級(jí)角色（登記管理委員會(huì)或者畜牧總站）審核通過后方可使用。

2）審核馬主（會(huì)員與非會(huì)員）用戶信息及角色，接收馬主提交的《馬匹登記申請(qǐng)表》，根據(jù)馬主提供的信息，聯(lián)系馬主準(zhǔn)備馬匹相關(guān)資料；待馬主所在縣或地州登記馬匹數(shù)量達(dá)50匹后，下現(xiàn)場(chǎng)對(duì)馬匹進(jìn)行鑒定（包括植入芯片和血液采集）；最后將馬匹鑒定中需要的所有信息填寫完畢，上傳至登記管理委員會(huì)和畜牧總站，待其審核。

3）登記官根據(jù)地域劃分，縣級(jí)登記官只可查看本縣內(nèi)所有已登記馬匹的全部信息，地州登記官可查看本地州內(nèi)的所有已登記的馬匹信息，協(xié)會(huì)登記官可查看系統(tǒng)內(nèi)所有馬匹信息。

2.1.3 一級(jí)角色（登記管理委員會(huì)和畜牧總站）登記管理委員會(huì)權(quán)限是審核二級(jí)角色的申請(qǐng)，審核協(xié)會(huì)登記官提交的所有信息，并擁有刪除、修改、查詢的權(quán)限，最終生成馬匹護(hù)照，并下載打印。

畜牧總站的權(quán)限基本和登記管理委員會(huì)一致，惟一不同的是，馬匹護(hù)照生成只能由登記管理委員會(huì)角色完成，畜牧總站不可生成護(hù)照，只能下載打印登記委員會(huì)生成的護(hù)照。

2.2 馬品種登記系統(tǒng)角色管理功能的實(shí)現(xiàn)

角色的分配與管理是系統(tǒng)的重中之重。此部分主要實(shí)現(xiàn)用戶管理，對(duì)應(yīng)角色擁有馬匹相關(guān)信息的增、刪、改、查權(quán)限。系統(tǒng)的具體角色分配方案落實(shí)后，需要在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)端進(jìn)行設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)基于Postgre開源數(shù)據(jù)庫(kù)，搭載Django框架，實(shí)現(xiàn)馬匹登記系統(tǒng)角色管理。

為了實(shí)現(xiàn)角色權(quán)限控制，需要1個(gè)視圖來對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行判斷。每個(gè)用戶根據(jù)自身角色所對(duì)應(yīng)的權(quán)限擁有不同的操作功能，該視圖包含用戶能看到的頁(yè)面以及在該頁(yè)面上具體的操作內(nèi)容。

馬品種登記系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要采用3層架構(gòu)，分別是Model、View、Template。MVT模型如圖3所示。

圖3 MVT模型

1）Model模型負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包含對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查操作；在角色管理中主要涉及角色表、權(quán)限表和用戶表。

2）View視圖負(fù)責(zé)處理用戶請(qǐng)求，與前端頁(yè)面進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，調(diào)用Template，前端操作對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)的調(diào)用使用Model。

3）Template模板負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)（產(chǎn)生html界面）。

前端主要使用HTML、CSS、Javascript語(yǔ)言進(jìn)行色痕跡開發(fā)，引入BootStrap工具對(duì)頁(yè)面進(jìn)行優(yōu)化。前后端交互通過View函數(shù)實(shí)現(xiàn)，通過JSON對(duì)象向前端返回?cái)?shù)據(jù)，通過JQuery的Ajax函數(shù)從前端往回傳值。

在用戶管理界面中，主要功能如圖4、圖5、圖6、圖7所示。

在用戶注冊(cè)、實(shí)名認(rèn)證、登錄后，選擇相應(yīng)的角色，如圖4所示，由于管理員、登記委員會(huì)、畜牧總站是系統(tǒng)預(yù)置的角色，在這里不設(shè)置選項(xiàng)，只選擇馬主和不同的登記官角色。選擇角色后補(bǔ)充個(gè)人信息，如圖5所示，提交后經(jīng)審核通過后不可隨意更改，如需更改，聯(lián)系上級(jí)部門退回。

圖4 注冊(cè)登錄后選擇角色

圖5 補(bǔ)充個(gè)人信息頁(yè)面

不同的登記官審核的馬主地區(qū)范圍不同，這里以協(xié)會(huì)登記官為例（圖6），主要有3項(xiàng)功能，分別是審核和收回、組合查詢及排序。

1）審核和收回。登記官可點(diǎn)擊審核按鈕對(duì)指定的用戶信息進(jìn)行查看和審核，審核結(jié)果分為通過和不通過兩種，如審核通過需要退回，可直接點(diǎn)擊收回按鈕，馬主用戶即可重新選擇角色和提交個(gè)人信息。在表格的最后一行顯示當(dāng)前頁(yè)條數(shù)、共審核及未審核條數(shù)，便于登記官掌握當(dāng)前工作進(jìn)度。

2）組合查詢。登記官可輸入用戶的姓名、手機(jī)號(hào)、審核人等進(jìn)行組合查詢，查詢中可只輸入其中一項(xiàng)或者多項(xiàng)進(jìn)行查詢，也可以進(jìn)行模糊查詢，大大提高了登記官查找的效率。

3）排序。登記官審核用戶馬主信息頁(yè)面如圖6所示。在頁(yè)面的表頭部分，有10個(gè)字段，除了操作字段不可排序，其他都可進(jìn)行升降序排序，表格中的信息默認(rèn)以申請(qǐng)日期降序排序。

圖6 登記官審核用戶馬主信息頁(yè)面

在審核用戶信息中，登記管理委員會(huì)和畜牧總站角色的權(quán)限相同，圖7以登記管理委員會(huì)為例。登記管理委員會(huì)和畜牧總站角色主要是對(duì)登記官的信息進(jìn)行審核，與登記官審核馬主信息的功能相同，在這里不再贅述。

圖7 登記管理委員會(huì)審核用戶信息頁(yè)面

3 小結(jié)

本文結(jié)合馬品種登記具體業(yè)務(wù)需求，通過對(duì)系統(tǒng)的理解，形成了獨(dú)特的馬品種登記系統(tǒng)角色管理模塊，為更好地管理用戶和馬匹信息做出安全決策，也為馬品種登記系統(tǒng)的順利開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)確保馬品種登記系統(tǒng)的進(jìn)一步順利研發(fā)，提高了工作效率，助力新疆馬業(yè)信息化工作健康可持續(xù)發(fā)展。