本文選題：隱私建模 + 云計算��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：可伸縮性,按需付費以及基于網(wǎng)絡(luò)的消息傳遞是云計算的三個核心特征。云計算強(qiáng)調(diào)一切皆服務(wù)�；A(chǔ)設(shè)施層、平臺層以及面向最終用戶的軟件層都被包裝為不同形式的服務(wù),并通過不同的交互方式和數(shù)據(jù)協(xié)議完成協(xié)作。這種分層可伸縮的協(xié)作方式為云計算使用者帶來了極大的便利,如:減輕了數(shù)據(jù)存儲管理的負(fù)擔(dān),具備了與地理位置無關(guān)的數(shù)據(jù)訪問能力,避免了硬件、軟件等方面的投資損失等。但與此同時,云計算服務(wù)提供者(Cloud Service Provider)的中間操作過程對用戶透明,用戶將喪失對其數(shù)據(jù)的部分控制權(quán),進(jìn)而引發(fā)了用戶對云計算安全與隱私保護(hù)的擔(dān)憂。云計算環(huán)境下最終應(yīng)用是一系列服務(wù)的有機(jī)聚合。這種聚合,既包括了Web服務(wù)組合方式下通過結(jié)構(gòu)化活動對原子服務(wù)的編排與編制,也包含了高層服務(wù)與底層服務(wù)之間的依賴關(guān)系。且云計算應(yīng)用中所涉及的服務(wù)往往由不同服務(wù)提供商提供,具備跨機(jī)構(gòu)特性,而即使同一服務(wù)提供商內(nèi)部的服務(wù)也存在著數(shù)據(jù)與平臺的異構(gòu)。這種以服務(wù)聚合為基礎(chǔ)的應(yīng)用形態(tài),使傳統(tǒng)隱私保護(hù)方法面臨了新的挑戰(zhàn)。最終用戶的隱私需求往往直接與服務(wù)聚合的結(jié)構(gòu),行為以及參與方相關(guān),而隱私收集與使用目的、暴露方式、保持時間等屬性更與應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯直接關(guān)聯(lián),無法通過單一針對數(shù)據(jù)的加密與檢驗完成。同時,不同服務(wù)提供商難以引入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)策略,單一提供商無法強(qiáng)制其他參與方采用相同的數(shù)據(jù)加密與保護(hù)方案,因此難以通過加密和訪問控制等傳統(tǒng)手段保證多參與方的應(yīng)用中隱私不出現(xiàn)泄露。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),最新的隱私保護(hù)規(guī)范都將“提供可驗證的方式,確保軟件的實現(xiàn)滿足對應(yīng)的隱私需求”列為隱私保護(hù)需要滿足的最重要原則之一。目前針對云計算環(huán)境下隱私需求的驗證在國內(nèi)外都尚處于起步階段,本課題針對這一問題,從支持模型檢測的隱私建模方面開展工作,分別對云計算環(huán)境下隱私需求的建模方法和云計算系統(tǒng)中靜態(tài)服務(wù)和動態(tài)服務(wù)的隱私建模方法進(jìn)行了研究。主要的研究工作包括:(1)提出了隱私活動的元模型以及基于此元模型的隱私需求建模和系統(tǒng)隱私建�？蚣堋ＶС帜Ｐ蜋z測的模型要求系統(tǒng)模型和需求模型都基于語義相同的原子命題集合。本文所提出的隱私活動元模型,系統(tǒng)歸納并精化了目前被采納的隱私保護(hù)規(guī)范中的核心概念,并進(jìn)一步分析了這些概念元素之間的關(guān)系,給出了其精確的形式語義。在此基礎(chǔ)上,討論了基于隱私活動元模型的隱私需求建模和系統(tǒng)隱私建模的框架。本研究后續(xù)工作都圍繞此元模型及相關(guān)框架展開。(2)在隱私需求的建模方面。提出了一種聲明式隱私需求描述語言(Declarative Privacy Policy Language,DPPL),該語言不僅考慮了數(shù)據(jù)、角色和目的的層次結(jié)構(gòu),而且通過定義可擴(kuò)展的聲明式約束模板提供了時序約束的表達(dá)能力。在此基礎(chǔ)上,分析了隱私活動包含關(guān)系對最終建模結(jié)果的影響,給出了針對該語言定義的隱私需求的形式化建模算法�？紤]到傳統(tǒng)形式化驗證由于空間爆炸而帶來的實用性限制,進(jìn)一步結(jié)合隱私活動的特征提出了隱私需求模型的約簡方法。最后,通過實例分析和仿真檢驗了本研究所提出方法的可行性。(3)在云計算靜態(tài)服務(wù)的隱私建模方面。針對SOAP/WS-*服務(wù)及其業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言BPEL流程的隱私建模開展了研究。首先,對于服務(wù)組合流程中SOAP/WS-*原子活動中包含的隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模分析。其次,提出了一種擴(kuò)展內(nèi)部變遷的遷移系統(tǒng),用以將BPEL里所有可能牽涉隱私活動的變量訪問,謂詞表達(dá)式等都建模為獨立的變遷。之后,針對此變遷系統(tǒng)中的每一個變遷進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從數(shù)據(jù)、目的、參與方和謂詞約束4個方面入手,將原有的變遷轉(zhuǎn)換為可能的隱私活動,從而建立起面向隱私活動的BPEL模型。最后,通過案例分析和仿真實驗對該方法所建立的模型和原有的BPEL建模結(jié)果在狀態(tài)空間方面進(jìn)行了比較,以確保該方法的建模結(jié)果不會加劇狀態(tài)空間爆炸。(4)在云計算動態(tài)服務(wù)的隱私建模方面。針對云計算動態(tài)服務(wù)的典型代表——Restful服務(wù)的應(yīng)用狀態(tài)開展隱私建模研究�？紤]到由于超媒體作為應(yīng)用引擎特征而引發(fā)的服務(wù)內(nèi)部變遷,提出了一種Restful服務(wù)應(yīng)用狀態(tài)的隱私模型并研究了從Restful服務(wù)描述向此模型的自動轉(zhuǎn)換方法。在該模型中,不僅利用隱私活動的元模型確保了隱私操作的精確刻畫,同時形式化定義了Restful服務(wù)資源操作、鏈接等基本概念以及之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最后通過案例分析和實驗說明了方法的可用性。(5)根據(jù)隱私需求建模和系統(tǒng)隱私建模的理論研究,設(shè)計并實現(xiàn)了云計算隱私策略描述和建模,云計算靜態(tài)服務(wù)和動態(tài)服務(wù)隱私建模的相關(guān)原型工具。采用此原型工具,對一個電子商務(wù)場景的總額綜合案例進(jìn)行的分析,說明了所提出建模方法的實用性與可用性。
[Abstract]:In order to meet this challenge , it is difficult for users to adopt the same data encryption and protection scheme . ( 2 ) In the aspect of the modeling of the requirement of privacy , a kind of declarative privacy policy language ( DPPL ) is proposed .

【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP309

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本文編號：1735593