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RBAC权限模型 RBAC权限模型_动力节点Java学院整理

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权限系统与RBAC模型概述

RBAC(Role-Based Access Control )基于角色的访问控制。

在20世纪90年代期间,大量的专家学者和专门研究单位对RBAC的概念进行了深入研究,先后提出了许多类型的RBAC模型,其中以美国George Mason大学信息安全技术实验室(LIST)提出的RBAC96模型最具有系统性,得到普遍的公认。

RBAC认为权限的过程可以抽象概括为:判断【Who是否可以对What进行How的访问操作(Operator)】这个逻辑表达式的值是否为True的求解过程。

即将权限问题转换为Who、What、How的问题。who、what、how构成了访问权限三元组。

RBAC支持公认的安全原则:最小特权原则、责任分离原则和数据抽象原则。

RBAC96是一个模型族,其中包括RBAC0~RBAC3四个概念性模型。

1、基本模型RBAC0定义了完全支持RBAC概念的任何系统的最低需求。

2、RBAC1和RBAC2两者都包含RBAC0,但各自都增加了独立的特点,它们被称为高级模型。

    RBAC1中增加了角色分级的概念,一个角色可以从另一个角色继承许可权。

    RBAC2中增加了一些限制,强调在RBAC的不同组件中在配置方面的一些限制。

3、RBAC3称为统一模型,它包含了RBAC1和RBAC2,利用传递性,也把RBAC0包括在内。这些模型构成了RBAC96模型族。

RBAC模型简述

RBAC0的模型中包括用户(U)、角色(R)和许可权(P)等3类实体集合。

RABC0权限管理的核心部分,其他的版本都是建立在0的基础上的,看一下类图:

RBAC0定义了能构成一个RBAC控制系统的最小的元素集合。

在RBAC之中,包含用户users(USERS)、角色roles(ROLES)、目标objects(OBS)、操作operations(OPS)、许可权permissions(PRMS)五个基本数据元素,此模型指明用户、角色、访问权限和会话之间的关系。

每个角色至少具备一个权限,每个用户至少扮演一个角色;可以对两个完全不同的角色分配完全相同的访问权限;会话由用户控制,一个用户可以创建会话并激活多个用户角色,从而获取相应的访问权限,用户可以在会话中更改激活角色,并且用户可以主动结束一个会话。

用户和角色是多对多的关系,表示一个用户在不同的场景下可以拥有不同的角色。

例如项目经理也可以是项目架构师等;当然了一个角色可以给多个用户,例如一个项目中有多个组长,多个组员等。

这里需要提出的是,将用户和许可进行分离,是彼此相互独立,使权限的授权认证更加灵活。

角色和许可(权限)是多对多的关系,表示角色可以拥有多分权利,同一个权利可以授给多个角色都是非常容易理解的,想想现实生活中,当官的级别不同的权限的情景,其实这个模型就是对权限这方面的一个抽象,联系生活理解就非常容易了。

RBAC1,基于RBAC0模型,引入角色间的继承关系,即角色上有了上下级的区别,角色间的继承关系可分为一般继承关系和受限继承关系。一般继承关系仅要求角色继承关系是一个绝对偏序关系,允许角色间的多继承。而受限继承关系则进一步要求角色继承关系是一个树结构,实现角色间的单继承。

这种模型合适于角色之间的层次明确,包含明确。

RBAC2,基于RBAC0模型的基础上,进行了角色的访问控制。

RBAC2模型中添加了责任分离关系。RBAC2的约束规定了权限被赋予角色时,或角色被赋予用户时,以及当用户在某一时刻激活一个角色时所应遵循的强制性规则。责任分离包括静态责任分离和动态责任分离。约束与用户-角色-权限关系一起决定了RBAC2模型中用户的访问许可,此约束有多种。

RBAC3,也就是最全面级的权限管理,它是基于RBAC0的基础上,将RBAC1和RBAC2进行整合了,最前面,也最复杂的:

综上为权限管理模型的相关介绍,其实在任何系统中都会涉及到权限管理的模块,无论复杂简单,我们都可以通过以RBAC模型为基础,进行相关灵活运用来解决我们的问题。

RBAC的优缺点

RBAC模型没有提供操作顺序控制机制。这一缺陷使得RBAC模型很难应用关于那些要求有严格操作次序的实体系统。

例如,在购物控制系统中要求系统对购买步骤的控制,在客户未付款之前不应让他把商品拿走。RBAC模型要求把这种控制机制放到模型

2. 实用的RBAC模型的数据库建模

1、扩展RBAC用户角色权限设计方案

RBAC(Role-Based Access Control,基于角色的访问控制),就是用户通过角色与权限进行关联。简单地说,一个用户拥有若干角色,每一个角色拥有若干权限。这样,就构造成“用户-角色-权限”的授权模型。在这种模型中,用户与角色之间,角色与权限之间,一般者是多对多的关系。(如下图) 

 

角色是什么?可以理解为一定数量的权限的集合,权限的载体。例如:一个论坛系统,“超级管理员”、“版主”都是角色。版主可管理版内的帖子、可管理版内的用户等,这些是权限。要给某个用户授予这些权限,不需要直接将权限授予用户,可将“版主”这个角色赋予该用户。

当用户的数量非常大时,要给系统每个用户逐一授权(授角色),是件非常烦琐的事情。这时,就需要给用户分组,每个用户组内有多个用户。除了可给用户授权外,还可以给用户组授权。这样一来,用户拥有的所有权限,就是用户个人拥有的权限与该用户所在用户组拥有的权限之和。(下图为用户组、用户与角色三者的关联关系) 

 

在应用系统中,权限表现成什么?对功能模块的操作,对上传文件的删改,菜单的访问,甚至页面上某个按钮、某个图片的可见性控制,都可属于权限的范畴。有些权限设计,会把功能操作作为一类,而把文件、菜单、页面元素等作为另一类,这样构成“用户-角色-权限-资源”的授权模型。而在做数据表建模时,可把功能操作和资源统一管理,也就是都直接与权限表进行关联,这样可能更具便捷性和易扩展性。(见下图) 

  请留意权限表中有一列“权限类型”,我们根据它的取值来区分是哪一类权限,如“MENU”表示菜单的访问权限、“OPERATION”表示功能模块的操作权限、“FILE”表示文件的修改权限、“ELEMENT”表示页面元素的可见性控制等。  这样设计的好处有二。其一,不需要区分哪些是权限操作,哪些是资源,(实际上,有时候也不好区分,如菜单,把它理解为资源呢还是功能模块权限呢?)。其二,方便扩展,当系统要对新的东西进行权限控制时,我只需要建立一个新的关联表“权限XX关联表”,并确定这类权限的权限类型字符串。

这里要注意的是,权限表与权限菜单关联表、权限菜单关联表与菜单表都是一对一的关系。(文件、页面权限点、功能操作等同理)。也就是每添加一个菜单,就得同时往这三个表中各插入一条记录。这样,可以不需要权限菜单关联表,让权限表与菜单表直接关联,此时,须在权限表中新增一列用来保存菜单的ID,权限表通过“权限类型”和这个ID来区分是种类型下的哪条记录。

到这里,RBAC权限模型的扩展模型的完整设计图如下: 

 

随着系统的日益庞大,为了方便管理,可引入角色组对角色进行分类管理,跟用户组不同,角色组不参与授权。例如:某电网系统的权限管理模块中,角色就是挂在区局下,而区局在这里可当作角色组,它不参于权限分配。另外,为方便上面各主表自身的管理与查找,可采用树型结构,如菜单树、功能树等,当然这些可不需要参于权限分配。

2、百度百科所示的模型

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