楊永祥

（云南省電子信息產(chǎn)品檢驗(yàn)院）

0 引言

在電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)管理中，通過合理的訪問控制與權(quán)限管理策略，可以保護(hù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問或不當(dāng)使用，減少數(shù)據(jù)泄露和風(fēng)險(xiǎn)。本次研究中，相關(guān)工作人員深入研究電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)管理中的訪問控制與權(quán)限管理問題，探索適應(yīng)電網(wǎng)特點(diǎn)的新型訪問控制與權(quán)限管理方法，旨在提供一種高效、可靠的電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)管理解決方案。

1 電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)訪問控制方法

1.1 基于身份和角色的訪問控制

1.1.1 于身份和角色的訪問控制流程

步驟一：系統(tǒng)對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，以確認(rèn)其合法性，并獲取用戶的唯一標(biāo)識(shí)身份信息。身份認(rèn)證的目的是確保只有經(jīng)過驗(yàn)證的用戶能夠繼續(xù)訪問后續(xù)的資源。

步驟二：根據(jù)用戶的身份信息，系統(tǒng)將其分配到相應(yīng)的角色或角色集合中。通過角色的分配，可以有效地管理用戶的權(quán)限和訪問范圍［1］。

步驟三：通過權(quán)限的授權(quán)，可以確保用戶僅能按照其所屬角色所具備的權(quán)限來進(jìn)行合法的數(shù)據(jù)操作。

步驟四：基于用戶的角色，對(duì)其進(jìn)行訪問控制。只允許用戶按照其所擁有的角色權(quán)限來訪問和操作數(shù)據(jù)資源。這種方式有效地限制了用戶的權(quán)限范圍，從而保證了數(shù)據(jù)資源的安全性和完整性。

1.1.2 權(quán)限集合運(yùn)算

權(quán)限集合運(yùn)算提供了一種靈活的方式來管理和組合權(quán)限，以滿足不同用戶和角色的訪問需求。通過使用權(quán)限交集和權(quán)限并集，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的訪問控制和靈活的權(quán)限管理，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能訪問合適的數(shù)據(jù)資源，從而提高數(shù)據(jù)安全性和保護(hù)隱私。

（1）權(quán)限交集

權(quán)限交集是指將兩個(gè)或多個(gè)權(quán)限集合進(jìn)行比較，并得到它們的共同權(quán)限。表示為：

這意味著只有同時(shí)在P1和P2中存在的權(quán)限才會(huì)出現(xiàn)在交集中。在電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)管理中，權(quán)限交集可用于確定用戶或角色具有的共同權(quán)限。例如，當(dāng)多個(gè)角色同時(shí)擁有某個(gè)數(shù)據(jù)資源的訪問權(quán)限時(shí)，可以使用權(quán)限交集操作來確定最終授權(quán)的權(quán)限，并確保只有滿足所有角色權(quán)限的用戶才能訪問該資源。

（2）權(quán)限并集

權(quán)限并集是指將兩個(gè)或多個(gè)權(quán)限集合合并為一個(gè)較大的權(quán)限集合，包含了所有輸入權(quán)限集合中的權(quán)限。表示為：

這意味著并集中包含了P1和P2中的所有權(quán)限，沒有重復(fù)項(xiàng)。在電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)管理中，權(quán)限并集可用于管理用戶角色之間的權(quán)限組合。例如，一個(gè)用戶可能同時(shí)具有多個(gè)角色，每個(gè)角色都有獨(dú)立的權(quán)限。通過執(zhí)行權(quán)限并集操作，可以將這些角色的權(quán)限合并為用戶的最終權(quán)限，并為用戶提供一致的訪問控制。

1.1.3 基于身份和角色的訪問控制在電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

首先，基于身份和角色的訪問控制方法可以結(jié)合密碼學(xué)技術(shù)，如雙因素認(rèn)證、多因素認(rèn)證等，提高用戶身份驗(yàn)證的可靠性。在用戶進(jìn)行操作之前，還可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的權(quán)限授權(quán)，確保用戶只能在特定時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行授權(quán)操作。其次，對(duì)于電網(wǎng)中的敏感數(shù)據(jù)，可以采用加密算法對(duì)其進(jìn)行加密保護(hù)。只有具備相應(yīng)權(quán)限的用戶才能解密和訪問這些數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的機(jī)密性和安全性。最后，該方法可以與其他安全技術(shù)相結(jié)合，如入侵檢測(cè)系統(tǒng)、防火墻、安全審計(jì)系統(tǒng)等。通過多層次的安全措施，提高整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的抵御能力和安全性［2］。

1.2 基于屬性的訪問控制

相比傳統(tǒng)的基于角色或權(quán)限的訪問控制方法，基于屬性的訪問控制更加細(xì)致和個(gè)性化。在實(shí)際應(yīng)用中，基于屬性的訪問控制可以廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景，如電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等領(lǐng)域。通過綜合考慮多個(gè)屬性之間的關(guān)系和權(quán)重，基于屬性的訪問控制使得權(quán)限分配更加精確，同時(shí)也提供了更好的審計(jì)和監(jiān)控能力。

1.2.1 屬性定義

在該階段，系統(tǒng)需要確定哪些屬性將被用于訪問控制。這些屬性可以包括用戶身份、用戶角色、時(shí)間限制和位置限制等。不同身份的用戶可能具有不同的權(quán)限和訪問級(jí)別。用戶角色根據(jù)不同職責(zé)和職位進(jìn)行定義與確認(rèn)，通過定義用戶角色可以方便地管理和分配權(quán)限。時(shí)間限制屬性用于限制用戶訪問資源的時(shí)間范圍，而位置限制屬性則可用于限制用戶訪問資源的位置。

1.2.2 屬性策略

屬性策略可以根據(jù)實(shí)際需求和安全要求進(jìn)行制定，并針對(duì)不同的場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整。常見的屬性策略方法包括屬性條件組合以及屬性比較。通過屬性條件組合，可以將多個(gè)屬性條件組合在一起，形成復(fù)合條件，例如只有同時(shí)具備特定身份和角色的用戶才能訪問某個(gè)資源。而屬性比較可以在屬性策略中包含屬性之間的比較操作，例如只有用戶所在的位置與資源位置屬性相匹配時(shí)，才能訪問該資源。此外，還可以為屬性設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，確定屬性在訪問控制中的重要性和權(quán)重。

1.2.3 策略評(píng)估

策略評(píng)估是系統(tǒng)根據(jù)屬性策略和存儲(chǔ)的屬性信息，評(píng)估用戶是否滿足訪問要求。這一過程包括收集屬性信息、屬性匹配和比較，以及生成評(píng)估結(jié)果。首先，系統(tǒng)會(huì)收集用戶和資源相關(guān)的屬性信息，如用戶身份、用戶角色、時(shí)間和位置等。其次，系統(tǒng)將用戶的屬性信息與訪問策略中定義的屬性條件進(jìn)行匹配和比較，判斷用戶是否滿足訪問要求。最后，根據(jù)屬性匹配和比較的結(jié)果，系統(tǒng)將生成一個(gè)評(píng)估結(jié)果，表示用戶是否滿足訪問要求。

1.2.4 訪問決策

系統(tǒng)根據(jù)評(píng)估結(jié)果，做出授權(quán)訪問或拒絕訪問決策，如果用戶滿足所有的屬性策略，則意味著用戶符合訪問要求，系統(tǒng)將授權(quán)用戶訪問資源［3］。如果用戶未能滿足所有的屬性策略，則意味著用戶不符合訪問要求，系統(tǒng)將拒絕用戶訪問資源。通過屬性定義、屬性策略、策略評(píng)估和訪問決策等步驟，基于屬性的訪問控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的精細(xì)化控制，從而提高數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

1.3 多因素身份驗(yàn)證與訪問控制

多因素身份驗(yàn)證與訪問控制是一種強(qiáng)化安全性的措施，通過結(jié)合多個(gè)因素對(duì)用戶進(jìn)行驗(yàn)證，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能訪問敏感數(shù)據(jù)。該流程包括以下步驟：用戶發(fā)起訪問請(qǐng)求，并提供至少兩個(gè)身份憑證，如用戶名、密碼、智能卡、指紋等。隨后，系統(tǒng)開始驗(yàn)證用戶的身份，通過比對(duì)提供的憑證與預(yù)先記錄的信息來確認(rèn)用戶的真實(shí)身份。在身份驗(yàn)證成功后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)先定義的訪問控制策略對(duì)用戶進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估，如用戶角色、時(shí)間限制和位置限制等。只有當(dāng)用戶滿足所有策略條件時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)授予用戶對(duì)電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。最后，系統(tǒng)記錄每個(gè)用戶的訪問活動(dòng)并進(jìn)行監(jiān)控，以便發(fā)現(xiàn)異常行為或安全問題。通過多因素身份驗(yàn)證與訪問控制，可以增加數(shù)據(jù)的安全性并保護(hù)用戶的隱私，減少僅依靠單一身份驗(yàn)證因素可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)，并提供更可靠和精細(xì)化的訪問控制機(jī)制。其部分代碼如下：

import hashlib

＃用戶信息

users＝｛

＂user1＂：｛

＂password＂：＂password123＂，

＂token＂：＂09876＂

｝，

＂user2＂：｛

＂password＂：＂pass456＂，

＂token＂：＂54321＂

｝

｝

＃多因素身份驗(yàn)證

def authenticate（username，password，token）：

if username in users：

user＝users［username］

＃使用散列算法對(duì)密碼進(jìn)行比對(duì)

hashed＿ password ＝hashlib.sha256（password.encode（））.hexdigest（）

if user［＂password＂］ ＝＝hashed＿

password and user［＂token＂］＝＝token：

return True

return False

＃訪問控制

def access＿data（username）：

if authenticate（username，password，token）：

＃執(zhí)行訪問數(shù)據(jù)的操作

print（＂Accessing data...＂）

else：

print（＂Authentication failed.Access

denied.＂）

＃示例用法

username＝＂user1＂

password＝＂password123＂

token＝＂09876＂

access＿data（username）

上述代碼中，工作人員首先定義了一個(gè)存儲(chǔ)用戶信息的字典users，每個(gè)用戶都有一個(gè)密碼和一個(gè)令牌（token）。然后引入authenticate函數(shù)，該函數(shù)接受用戶名、密碼和令牌作為輸入?yún)?shù)，并使用哈希函數(shù)對(duì)密碼進(jìn)行散列，并與存儲(chǔ)在users字典中的散列密碼進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)驗(yàn)證令牌是否匹配。如果身份驗(yàn)證成功，函數(shù)返回True；否則返回False。

接下來，研究人員定義了access＿data函數(shù)用于訪問數(shù)據(jù)。該函數(shù)接受用戶名作為參數(shù)，并在內(nèi)部調(diào)用authenticate函數(shù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。如果身份驗(yàn)證成功，就執(zhí)行訪問數(shù)據(jù)的操作；否則，輸出錯(cuò)誤信息。

在該示例中，研究人員指定了用戶名、密碼和令牌，并調(diào)用access＿data函數(shù)進(jìn)行訪問數(shù)據(jù)操作。根據(jù)輸入的參數(shù)，函數(shù)會(huì)輸出相應(yīng)的結(jié)果。這段代碼實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的多因素身份驗(yàn)證和訪問控制功能。它使用了哈希函數(shù)對(duì)密碼進(jìn)行散列，增加了密碼的安全性。同時(shí)，它還要求提供有效的令牌才能進(jìn)行身份驗(yàn)證，從而增加了額外的安全層次。

2 電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)權(quán)限管理策略

2.1 權(quán)限分級(jí)與劃分

首先，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和標(biāo)記，將其劃分為不同類型和敏感級(jí)別。其次，根據(jù)數(shù)據(jù)分類制定權(quán)限等級(jí)劃分方案，并為不同權(quán)限等級(jí)的用戶或角色分配相應(yīng)的訪問權(quán)限。最后，采用權(quán)限控制策略，如RBAC或PBAC，限制只有經(jīng)過授權(quán)的用戶能夠訪問特定級(jí)別的數(shù)據(jù)。此外，實(shí)施有效的身份驗(yàn)證和授權(quán)機(jī)制，確保只有合法用戶才能訪問敏感級(jí)別的數(shù)據(jù)。同時(shí)，建立審計(jì)與監(jiān)控機(jī)制，記錄數(shù)據(jù)訪問并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便發(fā)現(xiàn)異常行為和違規(guī)操作，詳見表。

表 權(quán)限分級(jí)與劃分的示例

分析表可以發(fā)現(xiàn)，管理員具有最高權(quán)限，可以訪問所有類型和敏感級(jí)別的數(shù)據(jù)。高級(jí)用戶具有中級(jí)權(quán)限，可以訪問部分敏感數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)。普通用戶擁有基礎(chǔ)權(quán)限，只能訪問部分公開數(shù)據(jù)和非敏感數(shù)據(jù)。而匿名用戶只有查看權(quán)限，僅能查看公開數(shù)據(jù)，沒有其他操作權(quán)限。通過這樣的權(quán)限分級(jí)與劃分，可以確保不同用戶按照其需要和職責(zé)合理訪問電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)。

2.2 權(quán)限授權(quán)與撤銷

首先，在用戶身份驗(yàn)證方面，系統(tǒng)應(yīng)該提供多種驗(yàn)證方式，其中包括用戶名、密碼、指紋識(shí)別以及數(shù)字證書等。用戶在通過驗(yàn)證后，才能進(jìn)一步進(jìn)行權(quán)限授權(quán)和申請(qǐng)操作。這樣的驗(yàn)證過程可以保證只有合法用戶才能訪問數(shù)據(jù)資源，并防止未經(jīng)授權(quán)的使用。用戶可以向系統(tǒng)管理員提交權(quán)限申請(qǐng)，申請(qǐng)中需要明確指出所需的數(shù)據(jù)資源、操作目的、時(shí)間范圍等。為了提高效率，可以考慮實(shí)施自動(dòng)化的權(quán)限申請(qǐng)流程，使得用戶可以直接通過系統(tǒng)界面提交申請(qǐng)。此外，用戶還可以提供相關(guān)的文檔或說明來支持他們的權(quán)限需求。

其次，系統(tǒng)管理員收到權(quán)限申請(qǐng)后，應(yīng)該根據(jù)用戶的角色、組織層級(jí)、工作職責(zé)等信息進(jìn)行審批。在復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)中，可能需要多級(jí)審批流程，確保決策的合理性和權(quán)威性。審批過程還可以包括其他審批者的參與，以增強(qiáng)決策的公正性和透明度。一旦權(quán)限申請(qǐng)通過審批，系統(tǒng)管理員將對(duì)用戶進(jìn)行權(quán)限授權(quán)［4］。授權(quán)過程應(yīng)根據(jù)用戶的需求和審批結(jié)果，設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限級(jí)別、數(shù)據(jù)資源的訪問范圍和操作權(quán)限。授權(quán)可以是精確到細(xì)粒度的，即針對(duì)特定的數(shù)據(jù)資源和操作，也可以是基于角色或組織的，將權(quán)限分配給整個(gè)群體。

最后是權(quán)限撤銷的流程。當(dāng)用戶不再需要或不再具備某些權(quán)限時(shí)，系統(tǒng)管理員應(yīng)該及時(shí)對(duì)其進(jìn)行撤銷。撤銷權(quán)限可以是手動(dòng)的，由管理員直接操作，也可以是自動(dòng)化的，基于一定的條件和規(guī)則進(jìn)行判斷［5］。例如，當(dāng)用戶離職或權(quán)限過期時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)撤銷其權(quán)限，以保證數(shù)據(jù)資源的安全性。

3 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)的發(fā)展和數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)管理面臨更多的挑戰(zhàn)和需求。通過對(duì)用戶身份驗(yàn)證、權(quán)限申請(qǐng)、權(quán)限審批、權(quán)限授權(quán)和權(quán)限撤銷等流程的有效管理，可以確保只有合法用戶獲得合適的權(quán)限來訪問和操作數(shù)據(jù)資源。未來的研究應(yīng)該進(jìn)一步完善訪問控制和權(quán)限管理策略，結(jié)合新技術(shù)和方法，提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和精細(xì)化程度，實(shí)現(xiàn)更靈活、高效、智能的權(quán)限管理。