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随着移动设备、智能手机和传感器技术的迅速发展,普适计算正日益走进人们的日常生活。普适计算的重要特点之一是计算机及信息系统能够感知物理世界的变化,从而对其行为做出主动调整,以更好地服务人类。换句话说,计算机系统通过感知和分析来自物理世界的信息而变得更加智能。人类社会、信息空间、物理世界三者的全面连通与融合正成为下一代普适计算技术的重要特征和主要趋势。随着人们对普适计算研究的不断深入,普适计算环境下的安全问题(如信息的保密性、完整性、可用性和隐私性等)成为研究关注的焦点,同时也是阻碍普适计算从理论和实验阶段走向大规模实际应用的主要问题之一。由于普适计算具有分布性、动态性和不确定性等特点,传统的安全技术难以满足其复杂的安全需求。访问控制作为保障计算机安全的核心技术之一,对复杂信息系统的安全控制十分有效,因此也必将成为确保普适计算安全的关键技术。现有访问控制技术普遍采取的是集中安全策略管理模式和基于确定信息(包括安全策略、主体身份等)的静态授权方式,这种封闭环境下被动的访问控制已经无法适用于具有高度开放性的普适计算环境,迫切需要研究一种全新的访问控制技术。本文针对普适计算环境下资源的安全访问控制问题进行了研究。论文将主动数据库理论、元图理论、模糊集合理论、模糊控制和模糊推理方法引入了传统访问控制技术,从访问控制的策略、模型和实现机制三个层面上对普适计算环境下的主动模糊访问控制技术进行了系统深入研究,解决了普适计算环境下访问控制的模糊不确定性和动态自适应性问题,为下一代智能访问控制技术研究提供了新的思路。论文的主要工作如下:1.提出了一个普适计算环境下的模糊访问控制模型。该模型针对普适计算环境下具有不确定性的上下文信息和模糊信任关系建立模型,并引入授权决策过程。在该模型中,用户最终权限的获取是通过对上下文条件的满足程度、用户的信任程度以及激活角色可能产生的安全风险进行模糊推理得到的。给出了模型实现的体系结构,对模糊授权推理器的设计与实现进行了详细说明。2.提出了一个普适计算环境下的主动访问控制模型。该模型将空间角色、环境及安全强度等概念引入访问控制模型建模,实现了在不同的安全强度下,用户可以激活不同的角色和使用不同的权限。基于主动数据库技术的ECA规则触发机制,设计了模型的主动访问控制模式,即根据环境上下文变化主动提供授权服务,并且自适应地调整模型的安全控制强度和授权策略。3.提出了一种基于区间值主动模糊规则的主动模糊访问控制模型。首先将区间值模糊集合理论和主动数据库技术引入访问控制规则建模,提出了一种主动区间值模糊访问控制规则,用以描述普适计算环境下具有主动性和模糊不确定性的安全控制策略;然后基于提出的区间值主动模糊访问控制规则,构造了一个普适计算环境下的主动模糊访问控制模型,该模型具有支持多安全策略、分布式授权等特点;最后给出了保证访问控制模型授权正确性和可信性的条件,即保证主动模糊访问控制规则集的终止性和汇流性。4.提出了一种基于元图理论的主动模糊访问控制规则集终止性分析方法。首先给出了模糊触发元图(Fuzzy Triggering Metagraph, FTMG)定义,用以表示主动模糊访问控制规则之间复杂的触发和激活关系;然后给出了一个基于FTMG的主动模糊访问控制规则集终止性分析方法,即通过分析FTMG的邻接矩阵闭包,寻找最小真触发环,判断主动模糊访问控制规则集的终止性;最后通过一个实例详细说明了算法的具体分析过程,并验证了该方法的正确性。5.提出了一种基于元图理论的主动模糊访问控制规则集汇流性分析方法。首先给出了主动模糊访问控制规则集汇流性的定义,然后提出了一个基于FTMG的主动模糊访问控制规则集汇流性分析方法,并给出了相关的定理、证明及算法;最后通过一个实例详细说明了算法的具体分析过程,并验证了该方法的正确性。6.设计并实现了一个普适计算环境下的智能访问控制原型系统(Smart Access Control System, SACS)。首先给出了SACS系统的体系结构设计及授权流程,然后对访问控制相关模块的设计与实现进行了详细说明,并给出了相关实现算法和部分实现代码;最后通过仿真实验测试了SACS原型系统的运行效率,通过对比实验验证了本文提出的基于元图的主动模糊访问控制规则集终止性分析算法具有较好的正确性和较高的效率。