基于角色的协同虚拟环境研究

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果基于角色的协同虚拟环境研究摘要本文根据协同虚拟环境中的角色需求，提出一个适应协同虚拟环境的角色模型，给出一个带有时间空间特性的角色访问控制模型TSRBAC，使协同虚拟环境具有更全面的安全属性描述。在此基础上，构建一个基于角色的协同虚拟环境系统RBCVES。关键词协同虚拟环境；角色；虚拟现实协同虚拟环境(CollaborativeVirtualEnvironment，CVE)于20世纪

2、90年代中期提出，在一组以网络互联的计算机上同时运行虚拟环境实现协同工作。随着虚拟环境、网络、计算机支持的协同工作和图形学技术的飞速发展，促进了人们对协同虚拟环境的研究兴趣，也推动了该领域的发展。协同虚拟环境作为通信和合作的强大的工具，在娱乐、商业、教育、工程和医药等领域有很广泛的应用[1]。CVE要在一个三维虚拟环境中实现多个用户对虚拟空间、虚拟实体和资源的共享，目的是通过网络通信实现异地用户之间协同工作，共同完成任务。为了适应CVE在Internet上的应用需求，我们需要考虑在CVE中用户和权限的控制，确保用户

3、对各种物体和资源享有不同权利和义务，从而更好地维护用户间协同的顺利进行。角色机制一方面可以实现权限的有效管理和用户的合理授权，提高系统交互性，另一方面对访问和操作进行合法检测，能够提高系统安全性。本文在CVE系统中引入角色机制作为支撑技术，通过面向角色的软件课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果方法来实现系统功

4、能。角色模型通常角色指的是一组权利和义务的集合[2]。权利代表了许可，即对象对于一组目标资源允许或者禁止的行为；义务代表了职责，即对象对于一组目标物体必须做或者绝对不做的行为。权利(Permissions)和义务(Obligations)是角色的核心要素，但并不是全部要素。角色还应该具备角色标识符号、承担该角色的对象负责的一个或多个子目标、角色拥有的资格、角色的状态与其它角色之间的各种关系等要素。基于以上分析，我们给出如下角色模型：定义1角色模型Role_Model∷=“ROLE”“END_ROLE”各属性定义如下

5、：ID是系统实现时，对角色的标识，每个角色只有惟一的ID。Name是角色的名称标识。Goals是角色对应的子目标。Qualifications是角色拥有的资格。Status指的是角色的状态。表明了角色在某一时刻所处的行为。Permissions是一组权限的集合。指定该角色执行的操作哪些是允许的，哪些是禁止的，以及哪些资源是可利用的，哪些资源是不可用的。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论

6、意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果Obligations是角色的义务集的动态体现。该集合规定了角色必须执行的一组特定行为，它反映了角色必须完成的目标和行为约束。另外，角色的义务集也反映了角色之间的组织关系，即在组织内部，角色之间的相互负责关系。每一个obligation都要包含obligated_roles、authority_roles、benefited_roles和rules。其中，obligated_roles定义了该义务的承担角色集，authority_rol

7、es定义了对该义务具有授权功能的角色集，而benefited_roles则定义了履行该义务后的收益角色集合，rules定义了义务履行的规则集。Relations是该角色与其它角色之间的关系，如角色的继承和派生等关系。带时空特性的角色访问控制模型基于角色的访问控制模型(Role-BasedAccessControl，RBAC)最早是在1992年由Ferraiolo和Kuhn提出的[3]。RBAC模型的突出优点是简化了各种环境下的授权管理。通过引入角色这一中介实现了用户与权限的逻辑分离。RBAC的思想是将权限赋予角色。

8、角色实际上是与特定工作岗位相关的一个权限与职责的集合，与用户相比角色是相对稳定的。当用户改变时，只需要进行角色的撤消和重新分配即可。RBAC访问控制模型不仅易于管理而且降低了复杂性、成本和发生错误的概率，因而近年来得到了极大的发展。典型的RBAC模型如RBAC96模型[4]和NIST标准RBAC模型[5]。在此基础上，人们提出多个扩充模型[6][7]。文献[