信息和系統(tǒng)安全管理策略工程研究.pdf

1、策略一直在復雜系統(tǒng)的管理中扮演著一個重要的角色，可以用來指導企業(yè)的信息和系統(tǒng)的管理。基于策略的管理方法是近年來被廣泛認可的、管理復雜系統(tǒng)的一個有效解決方案，其核心思想是使用策略來驅動管理過程，把管理策略和管理系統(tǒng)分離開來，根據(jù)環(huán)境變化的需要而動態(tài)改變管理策略，從而相應地改變系統(tǒng)的行為，無需重新實現(xiàn)系統(tǒng)，提高了管理系統(tǒng)的可擴展性和靈活性，增加了系統(tǒng)管理的實時性和自動化程度?；诓呗缘墓芾碜畛鯌糜诰W絡的QoS管理領域，而在信息和系統(tǒng)的安全

2、管理領域的應用也頗具吸引力，目前正吸引著越來越多的學者和研究人員的興趣。 基于策略的管理突出了策略在管理中的作用，然而在一個復雜的信息系統(tǒng)中，管理策略本身就構成了一個特殊的、復雜的、相對獨立的子系統(tǒng)，并形成于一個復雜而又完整的過程，這個過程將包括策略的定義、分析、翻譯轉換、發(fā)布、執(zhí)行和維護等等。因此，需要在一個系統(tǒng)方法學的指導下，將管理過程中的各個環(huán)節(jié)和各種任務有機地組織起來。策略生命周期的研究目的著眼于研究管理策略自身的管理，

3、可用于指導整個基于策略的管理過程，將管理過程中的各個環(huán)節(jié)、各種管理活動和資源有機地組織起來，以確保管理策略的完整性、完全性、正確性、可實施和可維護性。作為一項重要的、原創(chuàng)性的研究成果，本文給出了一個合理的、完整的策略生命周期模型，明確定義了策略演化過程中各階段的目標、任務、活動、輸入/輸出和參與者，以及各階段之間的依賴關系等等。 信息和系統(tǒng)管理的主要目標是保證對企業(yè)信息資源的正確、高效和安全的利用，以支持企業(yè)的業(yè)務目標。編寫和定

4、義明確的、全面的、精確和完整的系統(tǒng)管理策略對于成功的企業(yè)信息資源的管理是至關重要的。而信息系統(tǒng)的管理需求分析正是編寫和定義管理策略的依據(jù)和基礎，在成功的系統(tǒng)管理中起著決定性的作用，同時也是目前該領域最薄弱環(huán)節(jié)，尚未見有正式的研究成果。本文通過對軟件工程中各種系統(tǒng)需求分析技術的研究和比較，采納了基于目標的需求分析技術，在該方法的基礎上，進行了相應的改進和擴展，使之能夠很好地應用于信息資源管理需求分析和管理策略的定義?；谀繕说男枨蠓治鍪且?/p>

5、目標為主線，通過對目標的鑒別、定義、分析、組織和精化等來獲取系統(tǒng)需求的一種方法。本文提供了基于目標的企業(yè)信息和系統(tǒng)管理需求分析框架模型，介紹了建立目標模型的步驟和方法，以及根據(jù)目標模型定義信息和系統(tǒng)管理策略的規(guī)則。目標障礙分析和處理也是基于目標的需求分析中的一項重要任務，本文同樣討論了目標障礙的識別和處理，除采用傳統(tǒng)的障礙處理方法外，還提供了直接根據(jù)障礙來定義相應的管理策略的方法。另外本文還重點討論了在系統(tǒng)安全管理中，如何根據(jù)惡意目標建

6、立反目標模型，以及如何根據(jù)反目標模型確定安全需求和定義安全策略等的方法。 除了基于目標的需求分析外，還可以借鑒其它的系統(tǒng)需求分析方法，本節(jié)將簡單介紹如何采用用況和誤用用況來進行信息和系統(tǒng)的管理需求分析以及指導管理策略的制定。誤用用況是一種特殊類型的用況，定義了不希望系統(tǒng)／實體發(fā)生的行為，可用來對系統(tǒng)中的錯誤和惡意行為進行建模。本文提供了建立用況和誤用用況模型的方法，提供了用況和誤用用況模板，以及根據(jù)用況和誤用用況確定管理策略的方

7、法。 策略的分析和驗證也是策略演化過程中的另外一個重要任務。在策略演化過程中的各個階段，都需要對相應層次的策略進行分析和驗證。由于在策略的演化過程中各個階段所處的上下文環(huán)境不同，策略的抽象層次不同，因此，各個階段的分析和驗證的側重點和任務也不一樣，所采用的分析方法和建模工具也不盡相同。本文分別在策略的高層、中間層和低層三個不同抽象層中各選出一到兩項重要的、目前該領域中尚未成熟、亟待解決的一些策略分析和驗證內容進行討論。對于高層策

8、略，本文分析了在實例化策略時應考慮的問題，例如如何反映策略之間的依賴關系、如何實現(xiàn)策略實例間的安全約束和控制原則、以及如何進行合理的資源分配和規(guī)劃等等。本文采用彩色Petri網建立業(yè)務過程的授權和職責模型，利用線性代數(shù)技術分析授權狀態(tài)的可達性，從而驗證策略實例是否違反了安全約束和控制原則；本文還利用Petri網的覆蓋圖來計算業(yè)務過程的有效執(zhí)行鏈，從而實現(xiàn)了對人力資源的合理規(guī)劃。對于中間層策略，本文重點討論了如何分析和驗證中間層策略是否滿

9、足或符合高層策略的要求，是否與高層策略相矛盾等。本文以網絡的訪問控制策略為例，仍采用彩色Petri網作為主要建模和分析工具，通過提供一個經過擴展的彩色Petri網框架，在系統(tǒng)和抽象設備層上對網絡、網絡訪問控制策略和網關的路由或過濾規(guī)則進行建模，利用Petri網的覆蓋圖驗證網關配置的正確性，并且給出了如何發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤的方法。對于低層策略，本文利用空間幾何技術對防火墻的過濾規(guī)則進行建模，幫助系統(tǒng)管理人員發(fā)現(xiàn)和消解過濾規(guī)則沖突，并能夠對防火

10、墻規(guī)則庫進行徹底重寫和全面優(yōu)化，大大減少規(guī)則的數(shù)量，從而提高了防火墻的性能。在空間幾何模型中，每個過濾規(guī)則被映射成多維空間中的一個規(guī)則幾何體，從而使防火墻配置的語義可視化，對過濾規(guī)則的驗證變得簡單而直觀。 策略的翻譯、發(fā)布和實施同樣是基于策略的管理中的關鍵環(huán)節(jié)，也是目前大多數(shù)研究人員的研究重點，本文將對它們做一些簡單的探討，簡單介紹了目前策略的翻譯、發(fā)布和實施中常用的一些基本方法。 綜上所述，本文的主要創(chuàng)新性研究工作可以

11、概括為： ●系統(tǒng)地研究了信息和系統(tǒng)的管理策略的生命周期，首次明確提出了策略工程和策略生命周期模型的概念，并給出了一個合理的、完整的策略生命周期模型，可用以指導實施基于策略的管理方法在企業(yè)的信息和信息系統(tǒng)管理中的應用： ●在策略工程概念的指導下，明確了管理需求分析在策略生命周期中的重要性，并在借鑒了已有的需求分析技術基礎上，提供了基于目標的信息和系統(tǒng)管理需求分析技術，以及根據(jù)需求確定管理目標和管理策略的方法： ●對

12、于策略的分析和驗證，提供了一些新的建模和分析方法，例如采用彩色．Petri網對業(yè)務過程的授權和職責進行建模，不僅能夠包含權限和職責管理，還能夠包含安全約束如SoD(Separation of Duty)以及角色層次關系結構(Role Hierarchvl等概念。對于網絡訪問控制，首次采用彩色Petri網對網絡和相關訪問控制策略進行建模，給出了如何根據(jù)所要進行的分析類型確定Petri網中弧方向的方法。在防火墻過濾規(guī)則的分析中，將原有的兩個