CN110300097A - 基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，新的统一命名方法的特点在于可以完整、准确的完成认证天地一体化网络下新用户的接入、认证和授权等复杂过程。新的统一命名方法可以大大降低访问控制的粒度，转换为细粒度控制，从而避免了粗粒度所带来的安全威胁。新的统一命名方法还可以判别接入用户的方位属性；当接入用户遇到紧急情况时，可以准确判断用户大概位置区间，锁定用户的目标区域和数量，从而减少了因判定个体用户而带来的成本损耗。

Description

基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，具体涉及一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法。

背景技术

近年来，移动通信出现了巨大的增长，并且新的无线技术迅速出现。随着对“任何时间、任何地点、任何方式”的通信连接需求的增加，异构网络设计趋势将更快地增长为支持无缝集成。所以需要一个连接天地网络的综合性网络来满足现实生活的需要，基于此天地一体化网络应运而生。

天地一体化信息网络是天基、空基、陆基和海基一体化综合网，保障其安全的信息传输是整个网络的关键，其建设将对我国的国民经济、国防安全和科学研究产生深远影响。天地一体化信息网络组成异构、用户类型多样、协议体系复杂、信息资源海量等特点，使得传统的访问控制技术难以有效满足天地一体化信息网络的管控的新需求，主要表现在如下：

1)天地一体化信息网络的管控“主体”多元化

天地一体化信息网络中陆地、海基、空基、天基等网络组成结构差异大，接入设备种类多，标识空间相互独立，导致访问控制的主体集合构成复杂化，同时也增加了分享数据时安全需求的描述难度，同时由于网络组成、用户类型、业务类型、区域分布等多元化，导致主体相互关系复杂，如何描述该场景下多元化主体的多样化访问管控需求是个难题。

2)天地一体化信息网络的管控“对象”客体)多样化

天地一体化信息网络中的数据业务构成多样化，呈现出顺序、大量、快速、连续等特点，并伴随着云计算、大数据、物联网等技术的发展，涌现出海量结构化、半结构化、非结构化的数据，由此导致管控对象数量繁多、属性多样，难以有效标记对象价值和种类，难以实现细粒度管控。

3)天地一体化信息网络的管控“策略”复杂化

天地一体化信息网络中主体和客体复杂多样，导致管控需求难以细粒度描述，管控策略容易出现过度授权或授权不足，且由于信息网络系统的复杂性，导致一些特定的访问需求在设计策略时没有考虑，或者访问需求的变化引起访问控制策略不再适合等问题。

天地一体化网络更是在国土安全防御等领域发挥着极其重要的作用，所以对天地一体化网络的安全防护至关重要。访问控制作为一种广泛用于传统地面网络用以保证系统保密性、完整性等的技术，同样可以被应用到卫星网络的安全体系中。然而卫星网络的特点给卫星网络环境访问控制技术带来诸多新需求。1)细粒度控制：复杂网络环境具有海量信息，不同用户对这些信息具有不同的使用权限，粗粒度控制会带来大量安全问题。2)策略跟随：数据信息在网间频繁流动，其相应的控制策略未跟随数据信息本体到新网时会造成用户失去对数据的控制。 3)策略语义归一化：数据信息在流动过程中跨越不同网络，网络间策略语言的不一致性可能会造成策略在网间转化时出现错误。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明本发明的主要目的在于提出一种针对天地一体化网络统一化的访问控制命名方法，通过清晰、准确的数据格式完成天地一体化网络用户的接入和验证过程。达到高效、精准的接入认证方式，来实现保护天地一体化网络避免遭受网际内外的攻击、入侵和盗取等方式的破坏。

本发明的技术方案为：一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，包括：

(1)天地一体化网络用户信息分类：采用多维度属性分类模型提取大量的用户属性及用户所访问的服务信息，用于标识的生成、接入和访问控制；

(2)天地一体化网络标识格式编码：通过以一定的编码规则编译用户多维度属性信息，利用二进制数快速处理和计算信息；

(3)天地一体化网络数据格式统一命名方法：设计标准化数据格式，当天基、地基、空基、陆基、海基用户均符合所述数据格式后，可进行对应用户的信息的访问控制；

(4)地一体化网络属性标签映射建模：建立天地一体化网络访问控制用户多维属性标签映射模型；分类模型将用户的各个维度属性进行统一的标识，并建立相应的映射关系，通过对属性类别多角度的观察，可以对属性进行多维度的描述，综合的对属性类别进行边界限定，对基本属性和行为属性进行相应的安全监控；通过标识的统一命名方法、映射模型以及策略选择，可以将各类标识进行匹配，对多维属性进行更细粒度的监管和控制；

(5)天地一体化网络标识生成：在用户属性信息接入网络时，标识划分模块就可以获得基本属性信息；根据所述基本属性信息，通过预测和统计分析可以得出各类标识。

进一步地，步骤1)中所述用户属性包括：

A.基本属性：描述用户的基本属性，能够唯一指定到某个人或某台主机地址，其中包括用户姓名，身份信息，所用的地址，MAC地址以及其他标记；

B.区域：针对某一地区发生特殊情况时，区域内、外的用户进行不同的网络服务，因此用户的地区属性用以区分用户的地区特征；

C.用户基本信息：身份编号、民族、政治倾向、年龄、性别、宗教信仰、政治面貌、婚姻状态、文化程度、职业身份；

D.职务：对用户的职业及职务信息进行统计，便于对用户的了解，针对不同的职业类别可以进行不同类别的观测；

E.上网习惯：上网时段、上网时间、上网流量、上网偏好、上网环境；

F.用户可信等级：对用户在网络中的可信程度进行评价；

G.预留属性：考虑应用需求的变化，通过借助预留字属性能够方便、灵活适应各种场景变化。

进一步地，步骤2)中所述用户多维度属性信息包括年龄、性别、职权等级、用户等级、网络位置、地理位置、终端类型、CPU版本、操作系统、网卡、硬盘及其他信息。

进一步地，步骤3)中所述数据格式包括：区域类型、字段长度、设备类型、设备识别信息、用户类型、用户等级、用户身份信息、用户操作、操作次数及其他属性信息。

进一步地，步骤4)中所述模型包括：

1)用户的集合：U为待管控的用户集合，每个元素代表了一个用户；

2)用户维度属性子集：通过对用户集合进行不同类别的筛选，可以实现按照不同的策略对用户进行筛选，并生成相应的用户标签；

3)用户过滤集合：pⁱ，主要的作用是构造一个用户属性向量，作为一个过滤的准则，通过该准则对用户集合进行过滤；

4)用户的维度属性为：这些属性通过函数的映射，可以得到用户标签公式：

5)用户属性的多维度描述：＝(W^(U_i)，C^(U_i)，D^(U_i)，F^(U_i)，B^(U_i))；

其中：W^(U_i)为用户U_i所有基本属性的集合，其中每个元素代表了用户的一个基本属性；C^(U_i)表示用户U_i的所属分类集合，从不同的角度对用户 U_i进行了分类，并提供了相应的用户分类标准；D^(U_i)表示用户U_i的属性描述集合，其中每个元素代表了该用户的属性描述，用来提供用户互联互通的接口； F^(U_i)表示可对用户U_i进行的操作集合，其中每个元素代表了可以对该用户进行的控制和操作是什么；B^(U_i)表示用户U_i的属性状态集合，其中每个元素代表了该用户的属性状态是什么，可以融合当前的状态进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提出的基于天地一体化网络环境下的统一命名方法，能够完整、准确的完成认证天地一体化网络下新用户的接入、认证和授权等访问控制过程。新的统一命名方法可以进行细粒度访问控制，实现对接入用户、设备和组网节点的身份的准确验证。新的统一命名方法还可以判别接入用户的大概方位属性；对于确定用户所属区域有着极大作用，可以降低因判定个体用户而带来的成本损耗。

附图说明

图1是本发明的数据标识格式图；

图2是本发明用户多维度属性标识映射图；

图3是本发明用户标识生成过程图；

图4是本发明海基用户统一命名格式示例图；

图5是本发明用户属性分类表；

图6是本发明用户多维度属性信息编码表。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对于本发明的各种等价形式地修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

(1)天地一体化网络用户信息分类

基于天地一体化网络的管控机制的统一命名方法。本发明需要对用户的基本信息进行多维度属性分类，采用图5所示的多维度属性分类模型可以提取大量的用户属性(包括用户所处环境信息和用户使用的联网设备信息等)，用户所访问的服务信息。这些属性将用于标识的生成、接入和访问控制。

标识是一种标记关键信息的敏感字段，主要用于嵌入到需要传输的信息中，作为可否允许主体访问对应客体信息的判断信息。符合标识的级别则可以访问此信息，否则不允许访问。主要包括用户标识、服务标识等；其中用户标签由用户的身份定义，一般可分为：核心，重要，一般，非涉密。用户使用的联网设备信息由终端的物理地址如MAC或者硬盘序列号定义等。用户所处环境信息由终端所处的网络环境的网络位置定义。用户所处环境信息和用户使用的联网设备信息是作为辅助用户标识的属性信息。当用户信息提取不完整或者有某些不确定因素时，可以把用户所使用的上网终端编号(上网通信地址)作为授权是否允许用户访问某些资源的关键信息。服务标识由服务发布者根据服务的密级定义，表示客体所提供的服务内容，依据客体内容的敏感等级提供保护。在天地一体化网络下主要是对卫星或者以卫星为中转的数据通信链路，所以针对数据通信链路的安全防护就尤为重要。本发明中的天地一体化访问控制模型可以部署在卫星中，在用户请求访问卫星数据或者中继其他网络时可以进行验证，以屏蔽非法入侵和攻击，从而保护天地一体化网络的安全。

(2)天地一体化网络标识格式编码

在复杂的星际链路中，通信延迟是困扰很多研究人员的现实问题。为了降低延迟、提高效率，通过以一定的编码规则编译各类标识，利用二进制数可达到快速处理和运算的计算信息的目的，提高了建模速度、加快运算效率。

用户所处的环境维度属性是用户登录上网过程中所处的网络环境条件，是用户有目的访问某一网络资源时的可变因素。包括用户登录上网过程中：网络位置、地理位置、终端运动状态及其他附加属性等。用户基本属性信息主要是刻画用户的各种基本属性信息特征，是用户自身特有的信息，不随环境变化而变化，所以用户的行为特征要刻画的更为精确。用户使用的联网设备属性主要是提取终端类型、操作系统、CPU、物理网卡等等，作为终端不同维度属性的分类。并按照图 6属性编码表进行编码。

(3)天地一体化网络数据格式统一命名方法

在天地一体化网络下，需要对标识的格式进行统一设计和命名，也是本发明的主要设计内容。设计和命名标识格式需要对天基、地基、空基、陆基、海基用户做出准确和全覆盖的严格规定，具体内容如下：天基、地基、空基、陆基、海基用户均符合以下数据格式，可以进行对应用户的信息的访问控制。其中海基用户统一命名格式示例如图4所示。

数据标识格式，见图1，各字段定义如下：

a)区域类型：长度为2字节，表示用户所属的区域，如太空、陆地、海域、天空等；按照所属区域进行二进制编码，如：00、01、10、11等。

b)字段长度：长度为2字节，单位为字节，表示用户数据内容的长度；

c)设备类型：长度为1字节，表示设备的种类，如货船、工程船、客船、公务船等。按照种类进行二进制转换；

d)设备等级：长度为1字节，表示设备的可信安全程度，可按照一级、二级、三级等进行分类，之后按照所分种类进行二进制编码；

e)设备识别信息：长度为2字节，表示设备的固有的船舶识别号，对该船身份进行唯一确认，如CN20092383051可将其换算为二进制数；

f)用户类型：长度为1字节，表示用户的职业，如船长、副船长、船员、水手等等；

g)用户等级：长度为1字节，表示用户的职权范围，根据用户的身份进行等级划分，如船长对应A级，副船长对应B等等以此类推。

h)用户身份信息：长度为2字节，表示用户的固有身份编号，可进行二进制换算等。

i)用户操作：长度为1字节，表示用户对所访问网络的具体行为，如增删改查等等。

j)操作次数：长度为1字节，表示用户的访问次数。

k)其他属性信息：用于扩展，长度不定。

(4)天地一体化网络属性标签映射建模

建立天地一体化网络访问控制用户多维属性标签映射模型，其中，图2中模型包括以下的定义：

用户的集合：U为待管控的用户集合，每个元素代表了一个用户。

用户维度属性子集：通过对用户集合进行不同类别的筛选，可以实现按照不同的策略对用户进行筛选，并生成相应的用户标签。

用户过滤集合：pⁱ，主要的作用是构造一个用户属性向量，作为一个过滤的准则，通过该准则对用户集合进行过滤。

用户的维度属性为：这些属性通过函数的映射，可以得到用户标签公式：

用户属性的多维度描述：＝(W^(U_i),C^(U_i),D^(U_i),F^(U_i),B^(U_i))；

其中：W^(U_i)为用户U_i所有基本属性的集合，其中每个元素代表了用户的一个基本属性。

C^(U_i)表示用户U_i的所属分类集合，从不同的角度对用户U_i进行了分类，并提供了相应的用户分类标准。

D^(U_i)表示用户U_i的属性描述集合，其中每个元素代表了该用户的属性描述，用来提供用户互联互通的接口。

F^(U_i)表示可对用户U_i进行的操作集合，其中每个元素代表了可以对该用户进行的控制和操作是什么。

B^(U_i)表示用户U_i的属性状态集合，其中每个元素代表了该用户的属性状态是什么，可以融合当前的状态进行控制。

分类模型将用户的各个维度属性进行统一的标识，并建立相应的映射关系，通过对属性类别多角度的观察，可以对属性进行多维度的描述，综合的对属性类别进行边界限定，对基本属性和行为属性进行相应的安全监控；通过标识的统一命名机制、映射模型以及策略选择，可以将各类标识进行匹配，对多维属性进行更细粒度的监管和控制。

(5)天地一体化网络标识生成

在图3中给出了标识的具体生成过程。在属性信息U接入网络时，标识划分模块就可以获得基本属性信息。根据基本属性信息，通过预测和统计分析可以得出各类标识。

本发明的保护基点，包括但不限于确定的命名格式和字段种类。主要是提供统一的设计思想来完成对天地已替换网络下对天基、地基、空基、陆基、海基等用户的可信安全接入规则。以此来达到统一化、完整化和全覆盖的安全防护目的。

Claims (5)

1.一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，其特征在于，包括：

(1)天地一体化网络用户信息分类：采用多维度属性分类模型提取大量的用户属性及用户所访问的服务信息，用于标识的生成、接入和访问控制；

(2)天地一体化网络标识格式编码：通过以一定的编码规则编译用户多维度属性信息，利用二进制数快速处理和计算信息；

(3)天地一体化网络数据格式统一命名方法：设计标准化数据格式，当天基、地基、空基、陆基、海基用户均符合所述数据格式后，可进行对应用户的信息的访问控制；

(4)地一体化网络属性标签映射建模：建立天地一体化网络访问控制用户多维属性标签映射模型；分类模型将用户的各个维度属性进行统一的标识，并建立相应的映射关系，通过对属性类别多角度的观察，可以对属性进行多维度的描述，综合的对属性类别进行边界限定，对基本属性和行为属性进行相应的安全监控；通过标识的统一命名方法、映射模型以及策略选择，可以将各类标识进行匹配，对多维属性进行更细粒度的监管和控制；

(5)天地一体化网络标识生成：在用户属性信息接入网络时，标识划分模块就可以获得基本属性信息；根据所述基本属性信息，通过预测和统计分析可以得出各类标识。

2.根据权利要求1所述的一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，其特征在于，步骤1)中所述用户属性包括：

A.基本属性：描述用户的基本属性，能够唯一指定到某个人或某台主机地址，其中包括用户姓名，身份信息，所用的地址，MAC地址以及其他标记；

B.区域：针对某一地区发生特殊情况时，区域内、外的用户进行不同的网络服务，因此用户的地区属性用以区分用户的地区特征；

C.用户基本信息：身份编号、民族、政治倾向、年龄、性别、宗教信仰、政治面貌、婚姻状态、文化程度、职业身份；

D.职务：对用户的职业及职务信息进行统计，便于对用户的了解，针对不同的职业类别可以进行不同类别的观测；

E.上网习惯：上网时段、上网时间、上网流量、上网偏好、上网环境；

F.用户可信等级：对用户在网络中的可信程度进行评价；

G.预留属性：考虑应用需求的变化，通过借助预留字属性能够方便、灵活适应各种场景变化。

3.根据权利要求1所述的一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，其特征在于，步骤2)中所述用户多维度属性信息包括年龄、性别、职权等级、用户等级、网络位置、地理位置、终端类型、CPU版本、操作系统、网卡、硬盘及其他信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，其特征在于，步骤3)中所述数据格式包括：区域类型、字段长度、设备类型、设备识别信息、用户类型、用户等级、用户身份信息、用户操作、操作次数及其他属性信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于天地一体化网络的信息传输数据格式统一命名方法，其特征在于，步骤4)中所述模型包括：

1)用户的集合：U为待管控的用户集合，每个元素代表了一个用户；

2)用户维度属性子集：通过对用户集合进行不同类别的筛选，可以实现按照不同的策略对用户进行筛选，并生成相应的用户标签；

3)用户过滤集合：pⁱ，主要的作用是构造一个用户属性向量，作为一个过滤的准则，通过该准则对用户集合进行过滤；

4)用户的维度属性为：这些属性通过函数的映射，可以得到用户标签公式：

5)用户属性的多维度描述：＝(W^(U_i)，C^(U_i)，D^(U_i)，F^(U_i)，B^(U_i))；

其中：W^(U_i)为用户U_i所有基本属性的集合，其中每个元素代表了用户的一个基本属性；C^(U_i)表示用户U_i的所属分类集合，从不同的角度对用户U_i进行了分类，并提供了相应的用户分类标准；D^(U_i)表示用户U_i的属性描述集合，其中每个元素代表了该用户的属性描述，用来提供用户互联互通的接口；F^(U_i)表示可对用户U_i进行的操作集合，其中每个元素代表了可以对该用户进行的控制和操作是什么；B^(U_i)表示用户U_i的属性状态集合，其中每个元素代表了该用户的属性状态是什么，可以融合当前的状态进行控制。