樊樹(shù)偉

摘要區(qū)塊鏈已廣泛應(yīng)用到政府、軍事、金融等組織。為了維護(hù)系統(tǒng)的順運(yùn)作，區(qū)塊鏈不僅具備去中心化，在一定程度上能夠保護(hù)用戶(hù)信息，具有安全性。

訪問(wèn)控制技術(shù)是一種限制用戶(hù)對(duì)資源進(jìn)行操作的方法。它的主要目的是限制主體對(duì)客體的訪問(wèn)權(quán)限，以此來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)和資源在規(guī)范下合理使用。訪問(wèn)控制技術(shù)通常用于設(shè)置服務(wù)器、文件等資源的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)限制用戶(hù)的訪問(wèn)。本文將從區(qū)塊鏈和訪問(wèn)控制技術(shù)的概念的角度出發(fā)，淺析基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制方法及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈 訪問(wèn)控制 用戶(hù)信息 安全

1緒論

1.1研究目的及意義

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在不同行業(yè)中的不斷深化、創(chuàng)新，區(qū)塊鏈已廣泛應(yīng)用到政府、軍事、金融等組織。其快速發(fā)展得到的各個(gè)領(lǐng)域的高度重視。通過(guò)對(duì)區(qū)塊鏈下的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制技術(shù)進(jìn)行研究，各類(lèi)組織在管理相應(yīng)的數(shù)據(jù)時(shí)能夠保障用戶(hù)信息的安全、不外泄，從而促進(jìn)我國(guó)信息技術(shù)事業(yè)的發(fā)展。

1.2研究方法

本文使用文獻(xiàn)資料法獲取區(qū)塊鏈技術(shù)和訪問(wèn)控制技術(shù)的理論研究結(jié)果。通過(guò)閱讀相關(guān)內(nèi)容書(shū)籍、查詢(xún)互聯(lián)網(wǎng)資料，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、研究在區(qū)塊鏈影響下數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制的方法及應(yīng)用。

1.3研究?jī)?nèi)容

本文通過(guò)大量的查閱、探討、剖析相關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)和訪問(wèn)控制技術(shù)的文獻(xiàn)，研究了以下幾方面相關(guān)內(nèi)容：（1）區(qū)塊鏈的概念、特征及核心技術(shù)（2）訪問(wèn)控制技術(shù)的定義、功能及模式;（3）基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制方法及應(yīng)用

2區(qū)塊鏈

2.1區(qū)塊鏈的概念

“區(qū)塊鏈”這個(gè)詞匯最早出現(xiàn)在2008年。區(qū)塊鏈并不是一種新的技術(shù)，而是一種多維交叉的應(yīng)用模式。它是在分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、P2P傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)、加密算法、時(shí)間戳等等多種成熟的IT技術(shù)基礎(chǔ)上，相互融合而產(chǎn)生的技術(shù)。它是比特幣中具備相當(dāng)權(quán)重的觀念。作為一種底層技術(shù)的去中心化數(shù)據(jù)庫(kù)，區(qū)塊鏈應(yīng)用信息加密的方法使不同的數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生聯(lián)系。而每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含的比特幣網(wǎng)絡(luò)交易信息，用于驗(yàn)證、防偽，和產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊。

2.2區(qū)塊鏈的特征

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N多維交叉的信息技術(shù)。它是在分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、P2P傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)、加密算法、時(shí)間戳等多種已成熟的技術(shù)基礎(chǔ)上，相互組合而成，并非是一種新的技術(shù)。它能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)在無(wú)工作人員的管理下而自動(dòng)運(yùn)行的目的。為了維護(hù)系統(tǒng)的順暢運(yùn)作，區(qū)塊鏈不僅具備去中心化，在一定程度上能夠保護(hù)用戶(hù)信息，具有安全性。

（1）去中心化。

這個(gè)特點(diǎn)是相對(duì)于“中心化”，即節(jié)點(diǎn)選定中心而言在中心化中，節(jié)點(diǎn)和中心相互依賴(lài)和生存。而去中心化是將二者分開(kāi)，各自獨(dú)立。在傳統(tǒng)的貨幣交易機(jī)制下，不論是我們的個(gè)人交易信息還是網(wǎng)頁(yè)瀏覽信息，均由相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，如銀行存款掏寶購(gòu)物、跨境消費(fèi)等等。凡是涉及我們自身貨幣變化的信息都將被相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行保存。而這些機(jī)構(gòu)也會(huì)在“信任”的基礎(chǔ)上保證我們的交易信息安全。但是在區(qū)塊鏈中是沒(méi)有這樣的中心機(jī)構(gòu)的。他主要是通過(guò)分布式核算和存儲(chǔ)，所有節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了信息的自我驗(yàn)證記錄和管理。去中心化是區(qū)塊鏈最基本的特征。

（2）保護(hù)個(gè)人隱私

相較于銀行開(kāi)戶(hù)，區(qū)塊鏈采取非對(duì)稱(chēng)密鑰算法。這種算法在很大程度上能夠保護(hù)用戶(hù)的個(gè)人信息。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，用戶(hù)的ID為字符密碼，其產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)不需要進(jìn)行實(shí)名驗(yàn)證。因此用戶(hù)即便可以開(kāi)設(shè)多個(gè)地址，其個(gè)人隱私信息也較難被確認(rèn)。

（3）開(kāi)放透明性

用戶(hù)可以通過(guò)區(qū)塊鏈的端口瀏覽數(shù)據(jù)和相關(guān)應(yīng)用。除交易信息以外，所有人都可以在該系統(tǒng)下進(jìn)行相應(yīng)的查詢(xún)。因此，區(qū)塊鏈具備開(kāi)放透明性。

（4）安全性。

區(qū)塊鏈間是由加密的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。如果發(fā)生人為的數(shù)據(jù)篡改，會(huì)導(dǎo)致前后數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。而且，用戶(hù)極難獲取全部數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的51%。因此，區(qū)塊鏈相對(duì)而言具備一定的安全性。

2.3核心技術(shù)

（1）分布式賬本

分布式賬本是一種能夠使用戶(hù)間共享、拷貝和同步交易信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。分布式賬本記載了用戶(hù)之間資產(chǎn)或者數(shù)據(jù)的交易信息。由于交易時(shí)需要不同地方的節(jié)點(diǎn)共同進(jìn)行操作，它具備一定的監(jiān)督功能。

（2）非對(duì)稱(chēng)加密

從字面上來(lái)看，非對(duì)稱(chēng)加密算法是一種密鑰加密方法。非對(duì)稱(chēng)加密算法一般為一對(duì)密鑰，即公鑰和私鑰。用戶(hù)所保存在區(qū)塊鏈上的交易信息具有透明性，但是其賬戶(hù)隱私信息是加密不可見(jiàn)的。只有擁有私鑰的用戶(hù)才能夠進(jìn)行訪問(wèn)。

（3）共識(shí)機(jī)制

共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈的關(guān)鍵。它能夠維護(hù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生交易行為進(jìn)行排序。目前常見(jiàn)的共識(shí)機(jī)制有：工作量證明機(jī)制、權(quán)益證明機(jī)制、拜占庭共識(shí)算法。

（3）智能合約

智能合約是一種計(jì)算機(jī)協(xié)議。它能夠?qū)τ脩?hù)信息進(jìn)行驗(yàn)證和操作。智能合約可以去中心化的條件進(jìn)行資產(chǎn)的交換，且數(shù)據(jù)可追溯但不可篡改。相對(duì)于傳統(tǒng)合約，智能合約更為安全，能夠更有效的降低交易成本。

3訪問(wèn)控制技術(shù)

3.1定義

所謂訪問(wèn)控制技術(shù)，是一種限制用戶(hù)對(duì)資源進(jìn)行操作的方法。它的主要目的是限制主體對(duì)客體的訪問(wèn)權(quán)限，以此來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)和資源在規(guī)范下合理使用。訪問(wèn)控制技術(shù)通常用于設(shè)置服務(wù)器、文件等資源的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)限制用戶(hù)的訪問(wèn)。訪問(wèn)控制能夠確保數(shù)據(jù)和資源不外泄、不損失以及重復(fù)利用，極大程度上保證了系統(tǒng)的安全。

3.2功能

訪問(wèn)控制技術(shù)的功能意在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源，防止非法的主體獲取網(wǎng)絡(luò)資源信息。在用戶(hù)進(jìn)行訪問(wèn)前，訪問(wèn)控制技術(shù)會(huì)對(duì)該用戶(hù)身份進(jìn)行驗(yàn)證和管理。當(dāng)用戶(hù)身份和訪問(wèn)權(quán)限通過(guò)驗(yàn)證后，還會(huì)對(duì)其操作行為進(jìn)行監(jiān)管。

3.3訪問(wèn)技術(shù)的模式

訪問(wèn)控制技術(shù)通常而言主要有自主訪問(wèn)控制、強(qiáng)制訪問(wèn)控制和基于角色訪問(wèn)控制這三種模式。

（1）自主訪問(wèn)控制

自我訪問(wèn)控制是一種客體自我管理的、自主的控制方法。簡(jiǎn)單而言就是用戶(hù)可以根據(jù)自己的偏好，有選擇的與其他用戶(hù)共享?yè)碛械馁Y源。自我訪問(wèn)控制具備一定的靈活便捷性，可以根據(jù)不同的系統(tǒng)環(huán)境，提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)的方法。就目前來(lái)說(shuō)，它是應(yīng)用頻率最高的訪問(wèn)控制策略。但是，他的安全系數(shù)較低，很可能被非法用戶(hù)獲取訪問(wèn)資源的權(quán)限，從而導(dǎo)致權(quán)限外露。

（2）強(qiáng)制訪問(wèn)控制

強(qiáng)制訪問(wèn)控制是一種由系統(tǒng)限制主體訪問(wèn)權(quán)限的方法。在實(shí)踐過(guò)程中，系統(tǒng)管理員對(duì)訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行集中管理，根據(jù)用戶(hù)的安全等級(jí)給予其相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)限，且用戶(hù)自身不能進(jìn)行更改。除此之外，強(qiáng)制訪問(wèn)控制禁止經(jīng)過(guò)進(jìn)程生成共享文件。它對(duì)所有的用戶(hù)和資源強(qiáng)制進(jìn)行安全控制。強(qiáng)制訪問(wèn)控制通常應(yīng)用于專(zhuān)用或者簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，對(duì)通用或大型系統(tǒng)效果不佳。

（3）基于角色的訪問(wèn)控制模型

基于角色的訪問(wèn)控制模型，即RBAC模型。它是將訪問(wèn)權(quán)限分配給指定的角色，用戶(hù)從不同的角色中獲取訪問(wèn)權(quán)限。RBAC以主體為基礎(chǔ)，按照職權(quán)和職責(zé)進(jìn)行劃分，將訪問(wèn)權(quán)限與角色相關(guān)聯(lián)。這與以往的強(qiáng)制訪問(wèn)控制和自主訪問(wèn)控制有一定的差別;通過(guò)給予用戶(hù)角色，使用戶(hù)與訪問(wèn)權(quán)限產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。角色成為訪問(wèn)主體和受控對(duì)象間的紐帶。

然而大多數(shù)企業(yè)并不愿意使用基于角色的訪問(wèn)控制方法。其原因在于，完成該矩陣的周期時(shí)間較長(zhǎng)，且訪問(wèn)權(quán)限一旦發(fā)生變化勢(shì)必會(huì)對(duì)工作效率帶來(lái)影響。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題，企業(yè)可以通過(guò)人力資源系統(tǒng)對(duì)員工相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，并創(chuàng)建不同級(jí)別的訪問(wèn)角色，使數(shù)據(jù)能夠共享。在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，逐步標(biāo)準(zhǔn)化，確保平每個(gè)角色具備訪問(wèn)權(quán)限?；诮巧脑L問(wèn)控制應(yīng)用與人力資源系統(tǒng)結(jié)合使用，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)更新，保障訪問(wèn)權(quán)限的正確性。

4基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制方法及應(yīng)用

4.1強(qiáng)制訪問(wèn)控制

4.1.1模型的設(shè)計(jì)

如果企業(yè)文件資源都保存在服務(wù)器中，且服務(wù)器具有開(kāi)放性。員工和其他用戶(hù)可以訪問(wèn)普通文件。而對(duì)于企業(yè)內(nèi)部較為機(jī)密的文件，系統(tǒng)管理員會(huì)嚴(yán)格進(jìn)行訪問(wèn)限制。由此可見(jiàn)，企業(yè)可以將員工和其他用戶(hù)進(jìn)行等級(jí)劃分，即負(fù)責(zé)人、員工和其他用戶(hù);文件的等級(jí)界定為機(jī)密、秘密和常規(guī)。其他用戶(hù)僅有訪問(wèn)普通等級(jí)文件的權(quán)限，員工可以訪問(wèn)常規(guī)和機(jī)密的文件，負(fù)責(zé)人可以訪問(wèn)機(jī)密文件，具體如表3—1所示。

此訪問(wèn)控制方法屬于強(qiáng)制訪問(wèn)控制模式。該方法嚴(yán)格限定了訪問(wèn)的條件。只有在用戶(hù)具備對(duì)應(yīng)的等級(jí)，才能擁有訪問(wèn)相關(guān)文件的權(quán)限。由于該模式下的訪問(wèn)者權(quán)限按照一定的條件嚴(yán)格進(jìn)行劃分且具備相對(duì)的固定性，可以將不同用戶(hù)的訪問(wèn)權(quán)限和相對(duì)應(yīng)的文件等信息存入在區(qū)塊鏈中，加載至每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。通過(guò)區(qū)塊鏈的永久記錄、不可篡改和透明性，保證系統(tǒng)被訪問(wèn)時(shí)能夠安全運(yùn)行。

4.1.2模型的實(shí)現(xiàn)

將既定的用戶(hù)信息和文件的等級(jí)、訪問(wèn)權(quán)限以及規(guī)則寫(xiě)入智能合約中，并加載至每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。PC端經(jīng)過(guò)調(diào)整使用智能合約對(duì)用戶(hù)等級(jí)進(jìn)行劃分并將信息記載到區(qū)塊鏈中;PC端經(jīng)過(guò)調(diào)整使用智能合約對(duì)相對(duì)應(yīng)的加密文件進(jìn)行創(chuàng)建，并將信息記載到區(qū)塊鏈中;在用戶(hù)訪問(wèn)不同等級(jí)的加密文件時(shí)，需要通過(guò)調(diào)整使用智能合約查詢(xún)自己的訪問(wèn)權(quán)限，從而滿(mǎn)足預(yù)定義的訪問(wèn)規(guī)則。在這種模式下，區(qū)塊鏈中的用戶(hù)和文件的訪問(wèn)權(quán)限和條件將不能直接進(jìn)行改變。

4.2基于區(qū)塊鏈技術(shù)的角色訪問(wèn)控制模型

4.2.1模型的設(shè)計(jì)

如果企業(yè)一家生產(chǎn)制造公司，那么它勢(shì)必會(huì)具備研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售部門(mén)。一般而言，在企業(yè)各部門(mén)組織架構(gòu)中均設(shè)有總監(jiān)、經(jīng)理和普通員工這三個(gè)級(jí)別的職位。因此，每個(gè)部門(mén)的文件管理也分為三個(gè)級(jí)別，即機(jī)密、秘密和常規(guī)。具體用戶(hù)訪問(wèn)權(quán)限如表3—2所示

由此可見(jiàn)，員工可以訪問(wèn)所在部門(mén)的常規(guī)文件;經(jīng)理和總監(jiān)可以訪問(wèn)相對(duì)應(yīng)級(jí)別及以下的秘密和常規(guī)文件。而員工若想訪問(wèn)所在部門(mén)或者其他部門(mén)的秘密文件需要與本部門(mén)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和其他部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)申請(qǐng)并經(jīng)過(guò)其批準(zhǔn)方可進(jìn)行操作。如果員工想要查看本部門(mén)的機(jī)密文件需要經(jīng)過(guò)本部門(mén)的上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和總監(jiān)的批準(zhǔn)。

這種訪問(wèn)控制方法屬于基于角色訪問(wèn)控制模型。角色和訪問(wèn)權(quán)限按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行劃分，使這種模式具有一定的固定性，能夠把總監(jiān)、經(jīng)理、員工等用戶(hù)的角色、訪問(wèn)權(quán)限、訪問(wèn)規(guī)則等信息保存至區(qū)塊鏈中，加載到每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。通過(guò)區(qū)塊鏈的永久記錄、不可篡改和透明性，保證系統(tǒng)被訪問(wèn)時(shí)能夠安全運(yùn)行。

4.2.2模型的實(shí)現(xiàn)

將既定的角色、訪問(wèn)權(quán)限條件以及規(guī)則錄入到智能合約中，加載至節(jié)點(diǎn)上。PC端經(jīng)過(guò)調(diào)整使用通智能合約完成角色的劃分，并把角色信息錄入到區(qū)塊鏈中;PC端經(jīng)過(guò)調(diào)整使用智能合約對(duì)相對(duì)應(yīng)加密文件進(jìn)行創(chuàng)建，并將信息錄入到區(qū)塊鏈中;角色需要訪問(wèn)不同級(jí)別的加密文件時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)整使用智能合約對(duì)自己的訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行查詢(xún)。如果訪問(wèn)的文件超出等級(jí)訪問(wèn)權(quán)限范圍，需要向上級(jí)進(jìn)行申請(qǐng)并在批準(zhǔn)方可進(jìn)行下一步操作。

5結(jié)論

本文對(duì)區(qū)塊鏈下的數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)方法及應(yīng)用進(jìn)行了淺析。區(qū)塊鏈并不是一種新的技術(shù)，而是一種多維交叉的應(yīng)用模式。它是在分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、P2P傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)、加密算法、時(shí)間戳等等多種成熟的IT技術(shù)基礎(chǔ)上，相互融合而產(chǎn)生的技術(shù)。為了維護(hù)系統(tǒng)的順暢運(yùn)作，區(qū)塊鏈不僅具備去中心化，在一定程度上能夠保護(hù)用戶(hù)信息，具有安全性。訪問(wèn)控制技術(shù)，是一種限制用戶(hù)對(duì)資源進(jìn)行操作的方法。它的主要目的是限制主體對(duì)客體的訪問(wèn)權(quán)限，以此來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)和資源在規(guī)范下合理使用。而區(qū)塊鏈技術(shù)和訪問(wèn)技術(shù)的相互結(jié)合還需要經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。

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