CN102571380A - 多实例gis平台统一用户管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多实例GIS平台统一用户管理系统和方法。使用本发明所公开的系统和方法，本领域技术人员可以为包含多个后端数据库实例的GIS系统建立统一的用户管理视图。该系统和方法建立了GIS系统应用层和数据库后端之间的用户一一映射，使数据库后端所提供的丰富安全功能(如：自主访问控制、强制访问控制和安全审计等)可以得到充分应用，增强了GIS系统的安全性。与此同时，该系统和方法仅在认证服务器中保存一份用户标识和用户鉴别信息的副本，避免了多个后端数据库实例之间的用户数据同步问题，从而保证了整个GIS系统的可扩展性和灵活性。

Description

多实例GIS平台统一用户管理方法和系统

技术领域

本发明涉及地理信息系统，具体地说，涉及一种地理信息系统中进行用户管理的方法和使用该方法的系统。属于信息技术领域。

背景技术

随着地理信息系统应用的不断深入，越来越多的用户享受到了地理信息服务带来的便利。然而，用户数量的不断增长和用户角色的多样化也为地理信息系统的管理带来了新的挑战。如何在地理信息系统中实施有效的用户标识、管理和认证是实现地理信息受控共享和责任追踪的重要前提和基础，也是目前GIS企业普遍关注的问题之一。

地理信息具有数据量大，格式多样的特点，GIS系统中往往采用多个数据库服务器保存数据，如图1所示。例如，分别将矢量和栅格数据存储在不同的数据库服务器上。在这一场景中，多个后端数据库实例逻辑上属于同一GIS系统，但实际上各实例却分别维护独立的用户管理体系。

传统的GIS系统中，通常建立应用层与后端数据库实例之间的用户映射关系，并在应用层实现用户的管理和认证，一旦用户通过了应用层认证，则切换为特定的用户身份，分别连接至各个后端数据库实例以获取数据服务。这样的用户管理方法存在两个显著的缺陷：

首先，该方法屏蔽了数据库管理系统所提供的诸多安全功能。对于数据库系统来说，所有应用层用户之间没有区别，这使得后端数据库实例所具有的访问控制、审计等安全功能无法实施。

其次，该方法存在被绕过的风险。一旦敌手获知应用系统所映射的系统用户则可以绕过应用层安全机制，直接访问后端数据库实例，并获取所有数据。

为拟补上述缺陷，还有技术方案提出使用多实例同步的统一用户体系。该方案的特点在于：预先在应用层程序中注册所有数据库实例；当用户创建或删除时，由应用程序分别该指令广播至所有后端数据库实例；当用户通过应用程序获取数据时，分别连接至各个后端数据库实例进行验证，并根据各实例中所设置的访问权限判定是否返回数据。

使用多实例同步的统一用户体系方案，可建立应用层用户与数据库实例中用户系统的一一映射，从而全面利用数据库后端实例所提供的安全功能，并可以杜绝旁路攻击的风险。然而，该方案所存在的很强的使用假定，即：必须保证所有的数据库后端示例全部在线，才可进行用户维护操作。如果有后端数据库实例离线，则通过应用层程序对用户进行增、删、改的操作将会引起多后端实例之间用户数据的不一致。此外，当数据库后端实例增加时，无法将已有的用户信息同步至新增实例，为整个系统的扩展性带来了局限。

发明内容

为解决上述问题，本专利公开了一种多实例GIS平台统一用户管理系统，该系统包括：一个或多个GIS前端应用(110)，一个或多个后端数据库实例(120)、一个认证服务器(130)，其中：

GIS前端应用(110)是用户所面对的人机交互界面，可以是使用C/S或B/S结构构建的GIS应用。

后端数据库实例(120)进一步的包括：

一个连接接收组件(121)，用于接受和处理GIS前端应用(110)发向后端数据库实例(120)的连接请求。

一个或多个用户数据库(122)，用户保存用户数据并提供数据存取服务。

一个元数据库(123)，用户维护后端数据库实例(120)管理域内的元数据，包括各个用户数据库的信息和用户授权信息。

认证服务器(130)进一步的包括：

认证服务器(130)，用于接收后端数据库实例(120)发来的认证请求，并根据用户列表(131)中所保存的用户鉴别信息进行判别，做出认证成功或失败的判定。

用户列表(131)，用户保存用户名、用户鉴别信息和用户权限信息。

本发明还公开了运行于多实例GIS平台统一用户管理系统之上的多实例GIS平台统一用户管理方法，该方法进一步的包括：用户登录方法、用户创建方法、用户删除方法和用户权限管理方法。其中：

用户登录方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向连接接收组件发送连接请求，连接请求的内容包括：用户的标识、用户鉴别信息和目标用户数据库。

b)连接接收组件向认证服务器发出认证请求，认证请求的内容包括：用户的标识和用户鉴别信息。用户鉴别信息包括但不仅限于：用户口令、认证令牌、密钥、数字证书、生物识别码，用户具有的特征、用户所知道的秘密和用户所拥有证据，以及上述各种的组合。

c)认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户鉴别信息。若核对成功则执行d)步骤。若核对失败则向连接接收组件发送认证失败消息，并中断用户登录过程。

d)认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户名对后端数据库实例的访问权限，如果具有访问权限则向连接接收组件返回认证成功信息，若不具有访问权限则向连接接收组件发送认证失败消息，并中断用户登录过程；

e)连接接收组件向元数据库发出查询请求，请求信息包括：目标用户数据库标识，并等待获取目标用户数据库的信息。

f)元数据库应答连接接收组件的请求，返回目标用户数据库的信息。

g)连接接收组件创建新的连接数据结构，并将用户标识、用户数据库信息作为参数填入数据结构。

h)用户数据库根据连接数据结构建立用户数据库至GIS前端应用的连接。

用户创建方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向认证服务器发送用户创建请求，请求的内容包括：用户的标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限。

b)认证服务器判定用户创建请求的合法性。若用户创建请求非法，则返回创建失败信息并退出用户创建流程。若用户创建请求合法则将用户标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限保存至用户列表，并返回用户创建成功请求。

用户删除方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向认证服务器发送用户删除请求，连接请求的内容包括：用户的标识。

b)认证服务器在用户列表中检索用户标识，若用户标识不存在，则返回删除失败信息，并退出用户删除流程。若用户标识存在，则在用户列表中删除该用户，并返回用户删除成功请求。

用户权限管理方法将用户访问权限按照粒度不同分为两个层次，其中：

a)后端数据库粒度。用户对于后端数据库实例的访问权限由认证服务器管理。

b)后端数据库内客体粒度。用户对于后端数据库实例内客体的访问权限后端数据库实例管理，客体包括但不仅限于以下形式：数据元素，元组，列，表，视图，序列，触发器等，以及上述各种的组合。

在本发明所公开的多实例GIS平台统一用户管理系统和方法之中，用户标识和用户鉴别信息仅保存在认证服务器的用户列表之中，而并不在各个后端数据库实例中保存。当GIS前端应用与用户数据库建立连接时，连接信息中所保存的用户标识并不是后端数据库实例中存在的数据库系统用户，而是多实例GIS平台中的统一用户标识。

授权管理方面，数据库内的表级访问控制权限由管理员在各个后端数据库管理域内自治，后端数据库级访问控制权限在认证服务器中保存。

使用本发明所公开的多实例GIS平台统一用户管理系统和方法，本领域技术人员可以为包含多个后端数据库实例的GIS系统建立统一的用户管理视图。

通过本发明所公开的系统和方法，可以建立GIS系统应用层和数据库后端之间的用户一一映射，使数据库后端所提供的丰富安全功能(如：自主访问控制、强制访问控制和安全审计等)得到充分应用，增强了GIS系统的安全性。

与此同时，本发明所公开的系统和方法仅在认证服务器中保存一份用户标识和用户鉴别信息的副本，避免了多个后端数据库实例之间的用户数据同步问题，保证了整个GIS系统的可扩展性和灵活性。

附图说明

图1：多实例GIS系统架构

图2：多实例GIS平台统一用户管理系统

图3：多实例GIS平台统一用户登录方法

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本发明的范围。

本实施例采用具有1个GIS前端应用，2个后端数据库实例(I1和I2)和1个认证服务器的系统架构。本实施例通过在上述系统中分别执行用户创建、用户登录的操作说明本发明的用户创建方法、用户登录方法和用户权限管理方法的具体实施方式。

假定，系统管理员创建一个名为“Tom”，口令为“123”，后端数据库实例访问权限为“`I1 True`；I2 False”的用户。那么按照如下流程处理：

系统管理员通过GIS前端应用向认证服务器发送用户创建请求，请求的内容包括：用户的标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限。

认证服务器查询用户列表，判定是否已经具有名为“Tom”的用户。若已存在名为“Tom”的用户，那么创建请求非法，返回创建失败信息并退出用户创建流程。若不存在名为“Tom”的用户，那么用户创建请求合法，则将用户标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限保存至用户列表，并返回用户创建成功请求。

假定，用户Tom登录GIS系统进行数据访问，那么他的登录方法按照如下流程处理：

Tom通过通过GIS前端应用分别向I1和I2的连接接收组件发送连接请求，连接请求的内容包括：用户的标识Tom、用户鉴别信息口令’123’和目标用户数据库testdb。

I1和I2的连接接收组件分别向认证服务器发出认证请求，认证请求的内容包括：用户的标识和用户鉴别信息。

对于I1发来的认证请求，认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户鉴别信息，核对成功。紧接着认证服务器核对认证请求所提交的用户名对后端数据库实例I1的访问权限，Tom具有访问I1的权限。因此认证服务器向I1的连接接收组件返回认证成功信息。

对于I2发来的认证请求，认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户鉴别信息，核对成功。紧接着认证服务器核对认证请求所提交的用户名对后端数据库实例I2的访问权限，Tom不具有访问I2的权限。因此认证服务器向I2的连接接收组件返回认证失败信息。

I1的连接接收组件向元数据库发出查询请求，请求信息包括：目标用户数据库标识testdb，并等待获取目标用户数据库的信息。

元数据库应答连接接收组件的请求，返回目标用户数据库的信息。

I1的连接接收组件创建新的连接数据结构，并将用户标识、用户数据库信息作为参数填入数据结构。

用户数据库testdb根据连接数据结构建立用户数据库至GIS前端应用的连接。

Claims (9)

1.一种多实例GIS平台统一用户管理系统，其特征在于，包括：一个或多个GIS前端应用(110)，一个或多个后端数据库实例(120)、一个认证服务器(130)，其中：

GIS前端应用(110)是用户所面对的人机交互界面，可以是使用C/S或B/S结构构建的GIS应用；

后端数据库实例(120)进一步的包括：

一个连接接收组件(121)，用于接受和处理GIS前端应用(110)发向后端数据库实例(120)的连接请求；

一个或多个用户数据库(122)，用户保存用户数据并提供数据存取服务；

一个元数据库(123)，用户维护后端数据库实例(120)管理域内的元数据，包括各个用户数据库的信息和用户授权信息；

认证服务器(130)进一步的包括：

认证服务器(130)，用于接收后端数据库实例(120)发来的认证请求；根据用户列表(131)中所保存的用户鉴别信息进行判别，做出认证成功或失败的判定；并根据用户列表(131)中所保存的用户权限信息，决定用户是否可以连接发起请求的后端数据库实例。

用户列表(131)，用于保存用户名、用户鉴别信息和用户权限信息。

2.一种多实例GIS平台统一用户管理方法，其特征在于，用户管理方法进一步的包括：用户登录方法、用户创建方法、用户删除方法和用户权限管理方法。

3.多实例GIS平台统一用户登录方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向连接接收组件发送连接请求，连接请求的内容包括：用户的标识、用户鉴别信息和目标用户数据库；

b)连接接收组件向认证服务器发出认证请求，认证请求的内容包括：用户的标识和用户鉴别信息；

c)认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户鉴别信息，若核对成功则执行d)步骤，若核对失败则向连接接收组件发送认证失败消息，并中断用户登录过程；

d)认证服务器检索用户列表，核对认证请求所提交的用户名对后端数据库实例的访问权限，如果具有访问权限则向连接接收组件返回认证成功信息，若不具有访问权限则向连接接收组件发送认证失败消息，并中断用户登录过程；

d)连接接收组件向元数据库发出查询请求，请求信息包括：目标用户数据库标识，并等待获取目标用户数据库的信息；

e)元数据库应答连接接收组件的请求，返回目标用户数据库的信息；

f)连接接收组件创建新的连接数据结构，并将用户标识、用户数据库信息作为参数填入数据结构；

g)用户数据库根据连接数据结构建立用户数据库至GIS前端应用的连接。

4.如权利要求3所述的多实例GIS平台统一用户登录方法，其特征在于，用户标识列表和用户鉴别信息仅保存在认证服务器的用户列表之中。

5.如权利要求3所述的多实例GIS平台统一用户登录方法，其特征在于，所述用户鉴别信息包括但不仅限于：用户口令、认证令牌、密钥、数字证书、生物识别码，用户具有的特征、用户所知道的秘密和用户所拥有证据，以及上述各种的组合。

6.多实例GIS平台统一用户创建方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向认证服务器发送用户创建请求，请求的内容包括：用户的标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限；

b)认证服务器判定用户创建请求的合法性，若用户创建请求非法，则返回创建失败信息并退出用户创建流程；若用户创建请求合法则将用户标识、用户鉴别信息和用户对于后端数据库实例的访问权限保存至用户列表，并返回用户创建成功请求。

7.多实例GIS平台统一用户删除方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

a)用户通过GIS前端应用向认证服务器发送用户删除请求，连接请求的内容包括：用户的标识；

b)认证服务器在用户列表中检索用户标识，若用户标识不存在，则返回删除失败信息，并退出用户删除流程；若用户标识存在，则在用户列表中删除该用户，并返回用户删除成功请求。

8.如权利要求2所述的多实例GIS平台统一用户权限管理方法，其特征在于，用户访问权限按照粒度不同分为两个层次，用户对于后端数据库实例的访问权限由认证服务器管理，用户对于后端数据库实例内客体的访问权限后端数据库实例管理；

9.如权利要求8所述的多实例GIS平台统一用户权限管理方法，其特征在于，所述后端数据库内客体包括但不仅限于以下形式：数据元素，元组，列，表，视图，序列，触发器等，以及上述各种的组合。

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