网络计算系统的安全体系结构模型研究

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1、摘要网格计算系统就是将地理分布、系统异构，性能各异的各种资源，通过高速互连网络连接并集成起来，形成利广域范围的无缝集成和协同计算环境。这些资源可以是高性能计算机、计算机机群、大型服务器、贵重科研设备、大型通信设备、可视化设备等。网格计算系统能够集成各种计算资源，将这些计算资源转化为可靠的、标准的、抽象的计算能力。网格计算系统给最终使川者提供的是与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用的计算能力。网格概念的提出从根本上改变了人们对计算的看法，因为网格突破了计算能力火小的限制、突破了地理位置的限制、打破了传统的共享或协作方面的限制，它的核

2、心就是突破了以往强加在计算资源上的种种限制，使人们能够以一种全新的、更自由、更方便的方式使用计算资源，解决以前无法解决的复杂问题。网格计算系统要求不影响节点本地的管理和自主性，不改变原有的操作系统、网络协议和服务方式，保证用户主机和远程节点的安全性，允许远程节点选择加入或退出系统，尽量使用已存在的标准技术，以便与已有的应用兼容，并提供可靠的容错机制。网格计算系统的这些要求对传统的计算机技术提出了巨大挑战。缺乏有效地安全机制将会限制网格技术的进一步发展和网格应用的进一步推广，因此网格计算系统的安全问题是网格计算系统的基本问题，网格计算系统

3、的安全研究成为网格计算系统研究中的热点和难点。国内外已经开展了很过网格计算系统安全方面的研究工作，试图解决网格计算系统中的安全问题。研究人员提出的解决方法受到已有的软硬件的限制，研究人员的思维本身也受到传统的思维的局限，因此网格计算系统的安全研究一直很难有重大的突破。解决网格计算系统的安全问题需要采取新的理论和新的方法。本文的研究工作集中在以下几点：(1)分析网格计算系统目前存在的几种体系结构模型，对这些已有的体系结构模型进行概括和抽象，提出网格计算系统的理想体系结构模型。(2)将网格计算系统抽象成基本元素，将网格计算系统的安全抽象成基

4、本元素之间的关系，描述网格计算系统的安全抽象。(3)在理想体系结构模型和网格计算系统的安全抽象的基础上，提出网格计算系统的安全体系结构模型，详细描述安全体系结构模型中的两个核心层次，并对安全体系结构模型进行评价。(4)基于安全体系结构模型设计一个安全方案，在G10bus软件的基础上实现这个安全方案，并对安全方案进行评测。本文的创新点在于：(1)提出网格计算系统的安全抽象将网格计算系统抽象成客体、主体、安全规则、信任域、操作、授权等基本元素。网格计算系统的信任域可以看作由三部分组成：存在于这个信任域内的客体、存在于这个信任域内的主体、以及

5、保护客体不被主体破坏的安全规则。网格计算系统可以看作由四部分组成：全局信任域，局部信任域、操作和授权。基本元素之间的关系描述了全局客体和局部客体之间的映射关系、全局主体和局部主体之间的映射关系、全局主体映射为局部主体后全局安全规则和局部安全规则的关系、操作和局部主体的授权关系。(2)提出网格计算系统的安全体系结构模型安全体系结构模型建立在理想体系结构模型的基础上，它和理想体系结构模型一样，是一个开放的、沙漏型的体系结构模型，适合于做研究和开发，层与层之间有明确的界限，每一层都有特定的技术内涵。安全体系结构模型给出了网格安全的基本组成和功

6、能，描述了各个基本组成部分之间的关系以及它们集成的方式。安全体系结构模型有利于从整体上理解网格安全，深入了解和掌握各种网格安全技术，开展各种网格安全研究和开发。关键词：网格，网格计算，网格安全，安全抽象，理想体系结构模型，安全体系结构模型IIAbstractGridCOmputingS”temisanintegratedcooperatiVecomputingenVironmentthatiscomposedofdis椭butedheterogeneousrcsourccs．TheseresourcescOuldbehighperfo玎

7、11ancecomputers，computerclusters，1a唱e-scaleservers，communicationequipmems，high—speedinterconnectionnctworks，etc．GridCompuhngSystemcouldintegratesallkindsofcomputationalresour∞$andn锄slatestheseresourcesintostandardabstractconlputingpoweLGridComputingSystemprovidesgenemlco

8、mputingpoweftha“sjndependentoflocation粕dequipments．TheidealofGridhaschangedtraditionalthoughtofcornputi