本发明涉及一种基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，属于云资源访问技术领域。
背景技术：
传统的访问控制通常是用户在可信的服务器上存储相关的信息资源，而由服务器检查请求的用户是否有资格访问存储在其上的资源。但在云计算环境下，这种访问控制模式会失效，是因为请求访问的用户和被访问的服务器一般不在同一可信域内，并且用户以租户的形式对云平台进行访问，服务器不再具有被完全信任的角色。
按照云计算的定义，云平台采用一定的访问控制技术来保护其相关的信息资源。王于丁等(2015)总结目前云计算的访问控制技术分为三个部分：访问控制规则、访问控制模型和加密机制。访问控制规则有多租户的隔离和通过hypervisor实现虚拟机的访问控制；访问控制模型有基于任务的访问控制模型、基于属性模型的云计算访问控制、基于UCON模型的云计算访问控制、基于BLP模型的云计算访问控制。机密机制有基于ABE密码机制的云计算访问控制。
ABE密码机制是云计算访问控制模型。它的优点在于将加密规则嵌入加密算法，无需知道解密方，适合于分布式计算环境，缺点是效率和可扩展性较低，特别是云平台上具有大量的用户和信息资源时，加密、用户组和密钥等管理机制具有高可扩展性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，能够有效增强私有云GIS平台的安全性，提高权限控制管理效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，通过云GIS资源控制器针对云GIS资源使用者实现云GIS资源访问控制，其中，各个云GIS资源服务器分别拥有所对应的访问权限控制策略集，其特征在于，云GIS资源控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应的系统公钥；所述控制方法包括如下步骤：
步骤A.云GIS资源控制器根据云GIS资源使用者的云GIS资源访问请求，控制对应云GIS资源服务器采用其相对应的系统公钥针对相关云GIS资源进行加密，获得目标密文，并结合该云GIS资源服务器所对应的访问权限控制策略集，上传至云GIS资源控制器中；
步骤B.云GIS资源控制器根据云GIS资源访问请求中云GIS资源服务器所对应的系统公钥，以及云GIS资源使用者所对应的GIS角色等级权限，采用预设第一算法进行加密，构成云GIS资源使用者私钥；
步骤C.云GIS资源控制器根据其所存访问权限控制策略集与云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限之间的对应关系，将访问权限控制策略集对应的目标密文与云GIS资源使用者私钥发送给云GIS资源使用者；
步骤D.云GIS资源使用者采用其注册时预设的第一算法，针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得其中的系统公钥，并采用所获系统公钥针对目标密文进行解密，获得云GIS资源明文。
作为本发明的一种优选技术方案：所述云GIS资源控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应系统公钥的同时，清除云GIS资源控制器中所存储的目标密文，以及所对应的访问权限控制策略集。
作为本发明的一种优选技术方案：所述云GIS资源控制器包括云平台配置管理器、可信授权控制器和云GIS资源访问控制器，其中，云平台配置管理器用于注册存储云GIS资源使用者属性信息，构建各个云GIS资源服务器分别所对应的访问权限控制策略集；可信授权控制器用于根据云GIS资源使用者属性信息，为云GIS资源使用者分配所对应的GIS角色等级权限，以及可信授权控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应的系统公钥；所述控制方法包括如下步骤：
步骤A.可信授权控制器根据云GIS资源使用者的云GIS资源访问请求，控制对应云GIS资源服务器采用其所对应的系统公钥针对对应云GIS资源进行加密，获得目标密文，并结合该云GIS资源服务器所对应的访问权限控制策略集，上传至云GIS资源访问控制器中；
步骤B.可信授权控制器根据云GIS资源访问请求中云GIS资源服务器所对应的系统公钥，以及云GIS资源使用者所对应的GIS角色等级权限，采用预设的第一算法进行加密，构成云GIS资源使用者私钥，然后，可信授权控制器将云GIS资源使用者私钥分别发送给云GIS资源访问控制器和云GIS资源使用者；
步骤C.云GIS资源访问控制器根据预设的第一算法针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限，然后云GIS资源访问控制器根据其所存访问权限控制策略集与云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限之间的对应关系，将访问权限控制策略集对应的目标密文发送给云GIS资源使用者；
步骤D.云GIS资源使用者采用其注册时预设的第一算法，针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得其中的系统公钥，并采用所获系统公钥针对目标密文进行解密，获得云GIS资源明文。
作为本发明的一种优选技术方案：所述可信授权控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应系统公钥的同时，清除云GIS资源访问控制器中所存储的目标密文，以及所对应的访问权限控制策略集。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第一算法为随机加解密算法。
本发明所述一种基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，基于不同云GIS资源使用者属性构建不同GIS角色，然后根据其自身的组织结构和角色体系模型，针对购买的服务记录自定义的配置，符合租户的要求，灵活性更高；对隔离性要求比较高的租户采用独立数据库的方式存储租户数据库，而对于普通用户则采用共享数据库，共享数据架构的方式，在结合独立数据库和共享数据库、共享数据架构优点的同时，也满足了用户的不同服务质量的要求；在传统的基于地理角色(GRBAC)的访问控制模型中引入层级管理，使得角色管理井然有序，减轻权限管理的负担。
附图说明
图1是本发明所设计基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法的架构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计了一种基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，通过云GIS资源控制器针对云GIS资源使用者实现云GIS资源访问控制，实际应用过程当中，各个云GIS资源服务器分别拥有所对应的访问权限控制策略集，云GIS资源控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应的系统公钥，与此同时，云GIS资源控制器清除云GIS资源控制器中所存储的目标密文，以及所对应的访问权限控制策略集；所述控制方法具体应用中，包括如下步骤：
步骤A.云GIS资源控制器根据云GIS资源使用者的云GIS资源访问请求，控制对应云GIS资源服务器采用其相对应的系统公钥针对相关云GIS资源进行加密，获得目标密文，并结合该云GIS资源服务器所对应的访问权限控制策略集，上传至云GIS资源控制器中。
步骤B.云GIS资源控制器根据云GIS资源访问请求中云GIS资源服务器所对应的系统公钥，以及云GIS资源使用者所对应的GIS角色等级权限，采用预设随机加解密算法进行加密，构成云GIS资源使用者私钥。
步骤C.云GIS资源控制器根据其所存访问权限控制策略集与云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限之间的对应关系，将访问权限控制策略集对应的目标密文与云GIS资源使用者私钥发送给云GIS资源使用者。
步骤D.云GIS资源使用者采用其注册时预设的随机加解密算法，针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得其中的系统公钥，并采用所获系统公钥针对目标密文进行解密，获得云GIS资源明文。
如图1所示，基于上述所设计基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，本发明在实际应用过程当中，针对所述云GIS资源控制器，进一步设计包括云平台配置管理器、可信授权控制器和云GIS资源访问控制器，其中，云平台配置管理器用于注册存储云GIS资源使用者属性信息，构建各个云GIS资源服务器分别所对应的访问权限控制策略集；可信授权控制器用于根据云GIS资源使用者属性信息，为云GIS资源使用者分配所对应的GIS角色等级权限，以及可信授权控制器每隔预设周期分别为各个云GIS资源服务器生成、并作为或更新为各个云GIS资源服务器分别所对应的系统公钥；与此同时，可信授权控制器清除云GIS资源访问控制器中所存储的目标密文，以及所对应的访问权限控制策略集，所述控制方法包括如下步骤：
步骤A.可信授权控制器根据云GIS资源使用者的云GIS资源访问请求，控制对应云GIS资源服务器采用其所对应的系统公钥针对对应云GIS资源进行加密，获得目标密文，并结合该云GIS资源服务器所对应的访问权限控制策略集，上传至云GIS资源访问控制器中。
步骤B.可信授权控制器根据云GIS资源访问请求中云GIS资源服务器所对应的系统公钥，以及云GIS资源使用者所对应的GIS角色等级权限，采用预设的随机加解密算法进行加密，构成云GIS资源使用者私钥，然后，可信授权控制器将云GIS资源使用者私钥分别发送给云GIS资源访问控制器和云GIS资源使用者。
步骤C.云GIS资源访问控制器根据预设的随机加解密算法针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限，然后云GIS资源访问控制器根据其所存访问权限控制策略集与云GIS资源使用者所对应GIS角色等级权限之间的对应关系，将访问权限控制策略集对应的目标密文发送给云GIS资源使用者。
步骤D.云GIS资源使用者采用其注册时预设的随机加解密算法，针对云GIS资源使用者私钥进行解密，获得其中的系统公钥，并采用所获系统公钥针对目标密文进行解密，获得云GIS资源明文。
实际应用中，对于随机加密算法，具体设计为随机加密算法生成四组参数s_arg0，s_arg1，t_arg和v_arg，它们属于SA属性集。其中，s_arg0和s_arg1是不少于16个英文字母和数字构成的两个随机字符串，t_arg是本发明所应用云GIS平台的当前时间毫秒值，v_arg是云GIS资源服务器的标识码，每个云GIS资源服务器的标识码各不相同，这些参数所述SA属性集存储在云平台配置管理器中，再被可信授权控制器读取后，通过随机加密算法生成系统公钥。并且所设计云GIS系统针对GIS角色等级权限，可以根据用户GIS专业水平以及云GIS资源的需求程度，诸如创建如下三种地理角色：
面向普通用户的GIS 0级(GeoLevel0)：不具有GIS专业知识的人员；
面向GIS专业人员的GIS 1级(GeoLevel1)：具备一定的GIS专业知识的分析人员；
面向GIS开发人员的GIS 2级(GeoLevel2)：具备GIS专业知识，并且能从事GIS开发的人员。
如图1所示，对于各个云GIS资源服务器，可以根据GIS资源类型进行设置，诸如设置GIS资源服务器、地理数据库服务器、原始数据服务器、虚拟机服务器、GIS站点服务器、GIS APP服务器和云存储服务器；其中，各GIS服务器如下所示：
所述GIS资源服务器，用于提供地理处理服务、地图服务、影像服务、地理要素服务、地理编码服务、地理几何服务、地理网络服务的发布、管理和应用服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供所述GIS资源服务应用权限，对面向专业人员的GIS 1级角色提供所述GIS资源服务发布权限，对面向开发人员的GIS 2级角色提供所述GIS资源的服务管理权限。
所述GIS站点服务器，用于提供GIS站点的定制服务，允许云资源使用者的GIS资源作为服务发布到所述GIS站点，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供公共GIS站点的访问权限，对面向专业人员的GIS 1级角色提供定制的GIS站点访问权限，对面向开发人员的GIS 2级角色提供定制的可伸缩GIS站点访问权限。
所述地理数据库服务器，用于提供企业级地理数据库的应用服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供企业级地理数据库的只读访问权限，对面向专业人员的GIS 1级角色提供企业级地理数据库读写权限，对面向开发人员的GIS 2级角色提供企业级地理数据库的全控制权限。
所述虚拟机服务器，用于提供私有云GIS平台的硬件基础设施计算资源的虚拟化服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色不提供定制的虚拟机服务，对面向专业人员的GIS 1级角色提供定制的虚拟机服务，对面向开发人员的GIS 2级角色提供定制的可伸缩虚拟机服务。
所述云存储服务器，用于提供私有云GIS平台的硬件基础设施存储资源的虚拟化服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供20GB云存储服务，对面向专业人员的GIS 1级角色提供50GB云存储服务，对面向开发人员的GIS 2级角色提供按需申请云存储服务。
GIS APP服务器，用于提供GIS APP的使用和二次开发接口服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供GIS APP浏览服务，对面向专业人员的GIS 1级角色提供GIS APP使用服务，对面向专业人员的GIS 2级角色提供GIS APP使用和二次开发服务。
原始数据服务器，用于提供原始数据的浏览、上传、下载服务，其访问控制策略集是，对面向普通用户的GIS 0级角色提供原始数据的浏览权限，对面向专业人员的GIS 1级角色提供原始数据的浏览和上传权限，对开发人员的GIS 2级角色提供原始数据的浏览、上传和下载权限。
基于上述本发明所设计基于GIS角色等级权限的云GIS资源访问控制方法，基于不同云GIS资源使用者属性构建不同GIS角色，然后根据其自身的组织结构和角色体系模型，针对购买的服务记录自定义的配置，符合租户的要求，灵活性更高；对隔离性要求比较高的租户采用独立数据库的方式存储租户数据库，而对于普通用户则采用共享数据库，共享数据架构的方式，在结合独立数据库和共享数据库、共享数据架构优点的同时，也满足了用户的不同服务质量的要求；在传统的基于地理角色(GRBAC)的访问控制模型中引入层级管理，使得角色管理井然有序，减轻权限管理的负担。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。