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一種分布式移動(dòng)SNS的資源訪問授權(quán)方式
引言
移動(dòng) SNS[1]是SNS 的更深層次的應(yīng)用，用戶可通過移動(dòng)終端訪問移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上的SNS服務(wù)，為用戶的網(wǎng)上或網(wǎng)下的生活和工作以及使用其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或應(yīng)用提供有效的幫助�，F(xiàn)有的移動(dòng)SNS 網(wǎng)站都是基于集中式思想設(shè)計(jì)的。然而，集中式的SNS 網(wǎng)站存在下列問題[2]：1)、人類維護(hù)獨(dú)立的社交領(lǐng)域這種心理特性限制了SNS 網(wǎng)站的使用。2)、集中式的SNS 或集中式的移動(dòng)SNS 能夠?qū)⑷穗H關(guān)系網(wǎng)的資源完全挖掘出來，這樣將用戶的個(gè)人隱私完全暴露，設(shè)計(jì)一個(gè)便利和可信的SNS 服務(wù)比較困難。3)、集中式的SNS 網(wǎng)站較多，各個(gè)系統(tǒng)間不能互通，這樣導(dǎo)致了同一個(gè)用戶在不同網(wǎng)站擁有不同的社交網(wǎng)絡(luò)。未來SNS 發(fā)展方向很可能是去中心化的，以每個(gè)用戶為中心的模式，每個(gè)用戶都擁有自己的互聯(lián)網(wǎng)社會(huì)化入口[2]，這個(gè)入口我們可以認(rèn)為是一種個(gè)人資源中心，用戶個(gè)人資源信息在個(gè)人資源中心中組織，用戶可通過移動(dòng)終端進(jìn)行交友，還可通過PC 機(jī)或移動(dòng)終端等多種方式進(jìn)入自己的資源中心或訪問他人的個(gè)人資源中心，實(shí)現(xiàn)真正意義上的分布式移動(dòng)SNS。
文獻(xiàn)[3] 提出了一種基于FOAF 的分布式移動(dòng)SNS 的應(yīng)用方法，用戶的社交數(shù)據(jù)保存在自己的終端，用戶在特定場(chǎng)所的評(píng)論和活動(dòng)等數(shù)據(jù)保存在該場(chǎng)所的服務(wù)中心。這種方式在一定程度上解決了SNS 服務(wù)“虛實(shí)結(jié)合”的問題，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的交友，但是沒能很好地整合用戶網(wǎng)絡(luò)SNS 的資源數(shù)據(jù)，并且在資源訪問授權(quán)上有著比較大的局限性。
為解決在上述提及的資源訪問授權(quán)的問題，本文提出一種基于票據(jù)和D-FOAF 的訪問授權(quán)解決方案，基本思想是：用戶的在互聯(lián)網(wǎng)上的SNS 網(wǎng)站資源信息通過整合存放在自己的服務(wù)器上，服務(wù)器將用戶的個(gè)人資源整合為個(gè)人資源中心PRC（Personal Resource Center）。用戶終端和個(gè)人資源中心上均保存著用戶的社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行同步。用戶終端可以生成票據(jù)并傳遞給其他用戶終端，票據(jù)是一種授權(quán)憑證，獲得票據(jù)的用戶可以獲得相應(yīng)的個(gè)人資源中心訪問權(quán)限。個(gè)人數(shù)據(jù)中心上存在著訪問控制引擎，根據(jù)好友級(jí)別和票據(jù)信息過濾訪問請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)了安全可信的訪問。
本文描述了兩個(gè)具有代表性的分布式移動(dòng)SNS 的資源共享及授權(quán)的應(yīng)用場(chǎng)景,一方面用以說明本文提出方法的實(shí)際意義，另一方面也為設(shè)計(jì)和開發(fā)基于P2P 網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新應(yīng)用提供了借鑒范例。
1 場(chǎng)景描述
以下列出兩個(gè)可能的應(yīng)用場(chǎng)景:
場(chǎng)景一：張明在旅行途中遇到了老同學(xué)李剛，張明通過自己的手機(jī)終端將李剛添加為自己的好友，李剛此時(shí)則可以直接通過網(wǎng)絡(luò)訪問張明的個(gè)人資源中心資源。在瀏覽過程中李剛希望查看張明剛出生孩子的照片，然而該資源被設(shè)置為1 度好友關(guān)系的人且持有票據(jù)才能訪問，李剛訪問失敗，于是李剛向張明請(qǐng)求相應(yīng)級(jí)別的票據(jù)，張明通過智能終端生成訪問私密資源的票據(jù)并將其發(fā)送到李剛的終端，李剛憑借該票據(jù)順利地獲得訪問權(quán)限。
場(chǎng)景二：張明參加一個(gè)同鄉(xiāng)聚會(huì)，在聚會(huì)過程中他成為了會(huì)場(chǎng)中最受矚目的一個(gè)人，大家都希望了解張明的一些個(gè)人信息，于是張明通過智能終端向每個(gè)參會(huì)的人員發(fā)布一個(gè)票據(jù)，參會(huì)人員均可通過獲得的票據(jù)訪問張明個(gè)人資源中心的部分公開資源，這部分的公開資源只需訪問者持有一定級(jí)別的票據(jù)即可訪問，無(wú)需訪問者與張明存在好友關(guān)系。
2 系統(tǒng)介紹
本節(jié)主要介紹個(gè)人數(shù)據(jù)中心以及終端軟件體系架構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)交互流程進(jìn)行了說明。
2.1 個(gè)人資源中心 PRC 框架
個(gè)人資源中心PRC 的整體框架所示。
PRC 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、通信中間件、訪問控制過濾引擎、資源管理子系統(tǒng)、好友級(jí)別管理子系統(tǒng)、票據(jù)有效性管理子系統(tǒng)和個(gè)人門戶等部分組成。各部分的定義及其作用如下：
1.數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層中包含3 種類型的數(shù)據(jù)信息，F(xiàn)OAF 數(shù)據(jù)，票據(jù)數(shù)據(jù)，以及個(gè)人資源PR（Personal Resource）數(shù)據(jù)三種。FOAF 數(shù)據(jù)由用戶自定義的一些個(gè)人以及好友信息；票據(jù)保存的是由用戶自己生成的票據(jù)，票據(jù)的生成是在用戶終端上完成；個(gè)人資源（PersonalResource）數(shù)據(jù)可采用文獻(xiàn)[4]中的方法獲取，本文假設(shè)個(gè)人資源信息已從網(wǎng)絡(luò)上獲取。
2.通信中間件:和終端進(jìn)行通信的中介。
3.資源管理子系統(tǒng): 資源管理子系統(tǒng)具有資源索引、資源集合和資源訪問規(guī)則管理等功能。資源管理子系統(tǒng)為用戶提供操作界面和接口，便于用戶生成資源索引。用戶可通過資源集合模塊自定義創(chuàng)建不同的資源集合（如家庭活動(dòng)、校園活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)等），用戶可將對(duì)應(yīng)的資源歸入某種資源集合之中。對(duì)于每項(xiàng)資源集合，系統(tǒng)會(huì)給定一個(gè)默認(rèn)的訪問規(guī)則，而用戶也可以通過資源訪問規(guī)則管理模塊對(duì)資源集合自定義訪問規(guī)則，并將訪問規(guī)則導(dǎo)入訪問控制過濾引擎中的訪問過濾器。
4.好友級(jí)別管理子系統(tǒng): 好友級(jí)別管理子系統(tǒng)通過通信接口與終端設(shè)備保持FOAF 信息的同步，好友的級(jí)別由好友級(jí)別計(jì)算模塊依據(jù)FOAF 數(shù)據(jù)，通過Dijkstra 算法計(jì)算出來。
5.票據(jù)管理子系統(tǒng): 票據(jù)管理子系統(tǒng)通過對(duì)票據(jù)有效期的計(jì)算判斷票據(jù)是否有效，并定期刪除無(wú)用票據(jù)。另外可以提取票據(jù)中的票據(jù)級(jí)別以及票據(jù)跳數(shù)信息，計(jì)算出票據(jù)有效性系數(shù)，供訪問控制引擎使用。
6.訪問控制過濾引擎:每一個(gè)用戶訪問均需要通過訪問控制過濾引擎，首先通過訪問信息生成模塊生成形式化的資源訪問信息，該信息包括資源類型、好友級(jí)別和票據(jù)有效性系數(shù)等。然后通過資源過濾器根據(jù)訪問過濾算法得出是否允許訪問。
7.個(gè)人門戶: 個(gè)人門戶是其他用戶訪問自己個(gè)人資源中心的入口，資源以及個(gè)人信息等內(nèi)容在個(gè)人門戶呈現(xiàn)。
2.2 終端軟件功能
終端軟件的整體框架所示。用戶終端需要部署有終端票據(jù)系統(tǒng)，終端票據(jù)系統(tǒng)包括中間件模塊，票據(jù)管理模塊和FOAF 管理模塊。中間件模塊主要向外提供一定能力的開放接口，包括應(yīng)用引擎和網(wǎng)絡(luò)能力接口。應(yīng)用引擎主要用于對(duì)xml 文件的解析，網(wǎng)絡(luò)能力接口用于完成終端之間以及終端和PRC 之間的通信。票據(jù)管理模塊的主要功能是生成票據(jù)、票據(jù)傳遞、票據(jù)同步、票據(jù)存儲(chǔ)和票據(jù)加密解密等。終端票據(jù)系統(tǒng)與PRC 的數(shù)據(jù)交互格式為XML 和HTML。票據(jù)文件是以xml 文件的格式保存的。FOAF 管理主要用于修改FOAF 文件以及保持與PRC 中FOAF信息的一致。
2.3 主要交互流程
本節(jié)對(duì)系統(tǒng)中的主要交互流程進(jìn)行介紹，2.3.1 節(jié)介紹了票據(jù)生成、傳遞及存儲(chǔ)流程，2.3.2 節(jié)介紹了用戶訪問資源流程。
2.3.1 票據(jù)生成、傳遞及存儲(chǔ)流程
票據(jù)生成、傳遞及存儲(chǔ)的流程所示：
用戶 A 通過終端的票據(jù)生成模塊生成票據(jù)，通過票據(jù)存儲(chǔ)模塊將票據(jù)存儲(chǔ)在終端中，通過票據(jù)同步模塊與用戶A 自己的PRC 票據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行同步。隨后用戶A 可將票據(jù)通過票據(jù)傳遞模塊傳給用戶B 的終端，用戶B 的終端將收到的票據(jù)存儲(chǔ)在自己的終端中。
2.3.2 用戶訪問資源流程
用戶訪問資源的流程如所示：
用戶 B 持有用戶A 產(chǎn)生的票據(jù)后請(qǐng)求訪問用戶A 的個(gè)人資源中心，用戶B 首先在自己的票據(jù)存儲(chǔ)單元中查找是否存在用戶A 產(chǎn)生的票據(jù)，若存在則將票據(jù)攜帶在請(qǐng)求中并向用戶A 的訪問控制系統(tǒng)發(fā)起資源訪問請(qǐng)求。用戶A 的訪問控制過濾引擎首先調(diào)用好友級(jí)別管理得出用戶B 相對(duì)于自己的好友度數(shù)，然后調(diào)用票據(jù)有效性管理功能得出票據(jù)的有效性系數(shù)，根據(jù)得到的這些結(jié)果生成形式化的請(qǐng)求信息，然后執(zhí)行過濾算法確定訪問是否合法，若合法則允許用戶B 的訪問請(qǐng)求，并通過資源索引定位到請(qǐng)求的個(gè)人資源。
3 相關(guān)計(jì)算過程
在 PRC 的實(shí)現(xiàn)框架中，用戶的訪問本身具備兩個(gè)屬性：好友屬性以及票據(jù)屬性，好友屬性是用好友的級(jí)別來表示的，也就是好友的“度”；票據(jù)屬性是以用戶是否持有票據(jù)以及票據(jù)的跳數(shù)決定的。資源訪問規(guī)則根據(jù)這兩個(gè)屬性進(jìn)行定義，并以此得出了訪問控制流程。
3.1 好友級(jí)別計(jì)算
在本節(jié)首先對(duì)D-FOAF 進(jìn)行介紹，然后提出適合本系統(tǒng)的好友級(jí)別計(jì)算方法。
3.1.1 D-FOAF 簡(jiǎn)介
FOAF(Friend-of-a-Friend)是一種XML/RDF 詞匯表，它以計(jì)算機(jī)可讀的形式描述用戶Web 主頁(yè)中通常會(huì)包含的個(gè)人信息，如基本信息（姓名、電子郵件地址等等）、興趣愛好和相關(guān)朋友等信息。FOAFReaml 組織采用了FOAF 的用戶信息的語(yǔ)法規(guī)則，提出了D-FOAF的解決方案[5]。
D-FOAF 可以對(duì)分布式環(huán)境下的FOAF 信息進(jìn)行整合，獲取用戶進(jìn)行授權(quán)和訪問的一些必要信息。D-FOAF 主要解決了三個(gè)問題：
1.分布式身份管理，授權(quán)以及訪問控制的算法。
2.提供了一種基于社區(qū)的訪問權(quán)限代理。
3.提供了分布式環(huán)境下的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息保護(hù)。
D-FOAF 允許用戶定義好友的信任度，并通過好友間的信任網(wǎng)建立基于信任度的好友級(jí)別模型。為好友間的資源訪問控制提供了一種可能的方式。
3.1.2 好友級(jí)別計(jì)算方法
文獻(xiàn)[6]提出了基于D-FOAF 的好友級(jí)別計(jì)算方法，在本論文中，對(duì)于好友級(jí)別的計(jì)算可進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理，以好友信息網(wǎng)為基礎(chǔ)，以好友間聯(lián)系的跳數(shù)作為好友級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行計(jì)算，通過Dijkstra 算法可得到好友級(jí)別信息。
3.2 票據(jù)有效性計(jì)算
票據(jù)是用戶對(duì)資源進(jìn)行訪問時(shí)所持有的憑證，系統(tǒng)中所用的票據(jù)以xml 文件的形式存在，下面給出的是票據(jù)的結(jié)構(gòu)：
<?xml version=’1.0’?>
<ticket>
<ticketID/>
<creator>
<name/>
<url/>
</creator>
<holderList>
<name/>
</holderList>
<createTime/>
<outTime/>
<level/>
<hops/>
<transitive/>
<maxHops/>
</ticket>
票據(jù)中包含以下內(nèi)容，票據(jù)標(biāo)識(shí)(ticketID)、票據(jù)產(chǎn)生者(creator)、票據(jù)持有者列表(holderList)、票據(jù)發(fā)放時(shí)間(createTime)、票據(jù)截止時(shí)間(outTime)、票據(jù)級(jí)別(level)、是否允許傳遞(transitive)、票據(jù)傳遞跳數(shù)(hops)和票據(jù)最大允許傳遞跳數(shù)(maxHops)。
票據(jù)的生成者可自定義是否允許票據(jù)在用戶之間傳遞，在票據(jù)的傳遞過程中，不僅會(huì)記錄票據(jù)的跳數(shù)，也會(huì)記錄票據(jù)傳遞過程中的所有持有者列表，每經(jīng)過一次傳遞都會(huì)在票據(jù)持有者中順序添加新的持有者。根據(jù)票據(jù)持有者列表信息今后可提供更豐富的應(yīng)用。
為了保持票據(jù)在傳遞過程中的安全性，還必須對(duì)xml 格式的票據(jù)進(jìn)行xml 加密處理，在本系統(tǒng)中我們采用的是完整文檔加密的方式[4]，對(duì)整個(gè)xml 票據(jù)文件進(jìn)行加密處理。
當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，首先分析用戶是否持有票據(jù)，若沒有持有票據(jù)，則票據(jù)有效性系數(shù)為0；若持有票據(jù)，系統(tǒng)首先分析票據(jù)的截止時(shí)間是否到期，若已到期，則票據(jù)無(wú)效，票據(jù)有效性系數(shù)為0；若票據(jù)未到期，則對(duì)票據(jù)有效性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，票據(jù)的有效性是由票據(jù)的級(jí)別和票據(jù)的傳遞跳數(shù)共同決定的，當(dāng)傳遞跳數(shù)為1 時(shí)，票據(jù)有效性系數(shù)為票據(jù)級(jí)別數(shù)，票據(jù)每經(jīng)過1 跳，其有效性系數(shù)出現(xiàn)相應(yīng)的降低。
3.3 資源訪問控制過程
本節(jié)在前兩節(jié)的基礎(chǔ)上給出了訪問控制引擎的資源的訪問控制過程。訪問控制引擎依次判斷每個(gè)訪問信息中的票據(jù)有效性條件和好友度數(shù)條件是否滿足資源訪問策略的要求，若都滿足，則允許訪問進(jìn)行.
4 結(jié)論
本文介紹了一種分布式移動(dòng)SNS 資源訪問授權(quán)方式。用戶通過個(gè)人資源中心提供的接口對(duì)個(gè)人資源中心上的資源可設(shè)定更加靈活的訪問規(guī)則，在該系統(tǒng)中我們引入了票據(jù)作為訪問資源的憑證，票據(jù)持有者可通過票據(jù)訪問相應(yīng)的資源，這滿足了現(xiàn)實(shí)社交環(huán)境下非好友關(guān)系的人臨時(shí)訪問對(duì)方資源的需求，并且提高了資源訪問的安全性。另外，我們還設(shè)計(jì)了兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，說明了這種方法的創(chuàng)新意義和現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用價(jià)值。
社交服務(wù)的終極狀態(tài)應(yīng)該是分布式的（或者是去中心化的）SNS，而本文設(shè)計(jì)的TAAS系統(tǒng)對(duì)分布式移動(dòng)SNS 中資源訪問控制的問題做了有益的探索，該系統(tǒng)也可為現(xiàn)有的集中式SNS 服務(wù)，為其提供訪問控制能力。
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[參考文獻(xiàn)] (References)
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[2]丁欣李堯 李燁．決勝SNS．2012 年．
[3]張龍昌劉志晗董昊．基于FOAF 的分布式移動(dòng)SNS 應(yīng)用． 電信科學(xué)， 2012，5：88-92．
[4]程光曦，SNS 中用戶生成內(nèi)容和行為數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，北京郵電大學(xué)，2012 年．
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