电子商务系统开发过程中的安全设计

　　 [摘要] 安全设计是开发电子商务系统的关键问题之一。其核心在于后台的数据访问控制和前端Web页面的访问控制。本文在描述并分析了目前主流的基于角色的数据访问控制和基于ASP.Net技术的Web页面访问控制的基础上，提出了基于数据和Web页面双重访问控制的安全模型——DWACBSM（Data and Web Access Control Based Security Model）。
　　[关键词] 电子商务系统 开发 安全 设计
　　
　　一、问题的提出
　　
　　就目前主流B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）模式的电子商务系统开发设计而言，其对应的安全模块设计主要包括两方面的工作：其一是对后台数据的安全访问控制；其二是对Web页面的访问控制。但在系统的具体开发过程中，两者并非孤立而是彼此关联地分布在B/S模式所对应的三层结构（表示层、应用层、数据层）的每一个层次之中。
　　目前流行的数据访问控制方式是基于角色的访问控制(RBAC，Role base access control)；而微软的基于.Net技术的Web认证方式可方便地实现对Web页面的安全访问控制。在具体的开发过程中可将两者有效结合，实现所谓基于数据和Web双重访问控制的安全模型——DWACBSM(Data and Web Access Control Based Security Model)。
　　
　　二、基于角色的数据访问控制（RBAC）
　　
　　RBAC的核心思想在于：对数据访问的“许可 (Permission)”权限被分配给特定的角色，而角色可被指派（赋予）给不同的用户，不允许用户直接与许可关联。RBAC对数据访问的“许可 (Permission)”权限由数据库管理员统一管理，并可根据实际需要定义不同的角色；用户根据其职能和责任被指派（赋予）给相应的角色并取得角色所具有的许可权限。
　　RBAC安全策略具有下列优点:大大降低了数据库管理员的工作量和工作的复杂度。数据访问的权限分配通常是管理员的一项繁重工作,而在RBAC中根据用户的实际工作岗位将用户与角色相关联。一方面，定义、添加、删除角色中的用户易于操作。另一方面可以通过更改角色的权限实现对大批量用户权限的更新。在实际系统中，由于用户角色的数量总是远远少于用户的数量，而且角色也相对稳定，用户的变化则相对频繁，所以RBAC的管理代价是很小的。
　　系统管理员可以通过定义角色、角色分层、角色限制来实现广泛、复杂的安全策略。在具体电子商务系统实现过程中，可设计下列通用的数据库逻辑模型，以配合RBAC安全策略的实施。
　　数据访问控制的管理可以分两个层次来设计，一是用户和角色的管理，这是系统管理员的工作；二是对用户及用户操作合法性的确认。
　　1.用户与角色的管理
　　系统管理员的系统操作集可定义为：
　　SystemOperation={addUser,delUser,updateUser,AddRole,delRole,updateRole,addPermissionAssignment,DelPermissionAssignment,addRoleAssignment,delRoleAssignment}
　　即分别为：添加用户、删除用户、更新用户、添加角色、删除角色、更新角色、为角色增加学科、删除角色的某个许可、为用户分配角色、取消用户的某个角色。在具体数据库设计时可设计相应函数来加以实现。
　　2.用户及用户操作合法性的确认
　　对用户身份的认证是通过对“用户→口令”的检查来实现的。一旦用户通过认证，就为用户产生一个有效的“票据”，该票据是用户进行系统访问的“通行证”。
　　通过认证的用户，每次访问敏感数据前都要进行许可检查。这个过程是通过查询UserRole表和ACL来完成。只有当该用户对应的角色具有目标数据的操作许可，并且角色可以访问的密级不低于数据的固有密级时，认证才能通过。这个过程可考虑使用下述自定义的函数实现：
　　IsPermission(ticket,operation,objiect)：确认用户user对目标数据object是否具有操作operation的许可权力，其中ticket是用户的票据。
　　在具体实现的过程中，如采用.Net作为开发平台，考虑到.Net架构的CLR（Common Language Runtime，通用语言运行环境）针对SQL Server进行了优化，故选用SQL Server数据库是效率很高的一种方式。

　　
　　三、WEB页面的访问控制
　　
　　对Web页面访问控制的目的在于防止敏感页面的非法访问。Web页面访问控制是在表示层实现的。如采用Asp.Net技术来设计系统的表示层时，需分成两个部分来设计：其一是用户的认证与授权；其二是根据用户权限定制网页。
　　对Web访问的认证方式是和系统选用的开发标准向关联的。考虑到微软的Asp.Net技术提供了更灵活的方式，并易于实现。
　　
　　四、基于数据和Web页面的双重访问控制
　　
　　上述基于RBAC的数据访问控制策略和Web页面的认证和授权，组成了本文所提出的基于数据和Web双重访问控制的安全模型——DWACBSM（Data and Web Access Control Based Security Model）。
　　系统的安全模型由数据访问控制和Web访问控制两个部分组成。数据访问控制是安全模型的主要部分，它管理用户认证、访问特许权检查工作。其中特许权检查模块是数据访问模块对外的接口。当用户调用特许权检查模块时，特许权检查模块把用户票据、目标对象名称、操作分别传给用户管理模块和目标管理模块，如果口令非法或者目标对象不存在，则立即通知特许权检查模块；否则用户管理模块将用户ID、目标对象管理模块、目标ID和操作代码传给用户角色管理模块，用户角色管理模块通过检查用户所属角色并查询ACL来确定用户是否具有操作许可，完成后把许可信息反馈给特许检查模块，特许检查模块根据存取规则到目标对象管理模块中获取数据。
　　
　　参考文献:
　　[1]吴晨孙少波叶莞:ASP.NET数据库项目案例导航.清华大学出版社,2004
　　[2]齐治昌谭庆平宁洪:软件工程.高等教育出版社,2004
　　[3]Joe MartinBrett Tomson:循序渐进 ASP.NET程序设计.中国青年出版社,2001