隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息安全的形勢越來越復(fù)雜。在眾多的信息安全問題中，很大比例是非技術(shù)問題。其中，由于管理員疏忽引發(fā)的權(quán)限錯配導(dǎo)致的信息泄露事件頻發(fā)。究其原因，是由于當(dāng)前信息系統(tǒng)規(guī)模越來越龐大，大大超出了管理和運(yùn)維人員的能力。為了應(yīng)對當(dāng)前信息系統(tǒng)對訪問控制的復(fù)雜性要求，對自動化訪問控制技術(shù)的研究就顯得尤為重要。這其中，基于角色的訪問控制模型（Role�瞓ased Access Control Model，RBAC模型）在訪問控制技術(shù)中占據(jù)著主流地位，也是自動化訪問控制技術(shù)的重點(diǎn)研究對象。RBAC角色的設(shè)定與維護(hù)是RBAC模型構(gòu)建與管理的關(guān)鍵性任務(wù)。在RBAC模型中，自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在自動化的角色獲取與角色維護(hù)上，相關(guān)的技術(shù)被稱為角色工程。

在自動化訪問控制技術(shù)中，使用概念格作為角色訪問控制模型的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有天然的優(yōu)勢。主要是因?yàn)楦拍罡衽c角色層次之間具有天然的格上的對應(yīng)關(guān)系：訪問控制矩陣本質(zhì)上是主體（用戶）與權(quán)限的二元關(guān)系，概念格理論中的形式背景也是對象與屬性的二元關(guān)系；角色是主體（用戶）和權(quán)限的對應(yīng)關(guān)系，角色擁有權(quán)限，又被賦予一個或多個主體（用戶），概念格理論中形式概念也是對象與屬性的相互依賴關(guān)系；角色的層次結(jié)構(gòu)根據(jù)權(quán)限的包含關(guān)系也滿足數(shù)學(xué)上格的定義，形式概念的集合也構(gòu)成了一個格。

本書以概念格的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，在自動化的角色構(gòu)建、角色更新和角色合并等方面展開研究，然后針對基于概念格的角色探索方法的缺陷，在屬性探索算法的框架下，對屬性探索算法的時間復(fù)雜度、糾錯與協(xié)作機(jī)制進(jìn)行了研究與探索。

具體章節(jié)按如下方式進(jìn)行組織：

第1章對本書的研究背景、目的和內(nèi)容進(jìn)行介紹。

第2章對自頂向下的角色工程方法進(jìn)行研究。提出了基于屬性探索的自上而下角色工程方法及其實(shí)現(xiàn)步驟，利用形式概念分析的屬性探索理論，通過交互式的形式，半自動化地還原領(lǐng)域?qū)＜业谋尘爸�識，避免安全隱患。

第3章對不相關(guān)屬性集合的屬性探索算法進(jìn)行研究。提出了一個基于不相關(guān)屬性集合的屬性探索算法，減少尋找下一個交互問題的搜索空間，降低算法的時間復(fù)雜度。

第4章對RBAC自糾錯的角色探索算法進(jìn)行研究。提出了一個RBAC自糾錯的角色探索算法。利用該算法可以自動化地修正已得到的主基與內(nèi)涵，消除錯誤答案對知識發(fā)現(xiàn)造成的影響，從而得到系統(tǒng)中的角色與權(quán)限間蘊(yùn)涵關(guān)系。

第5章對RBAC多人協(xié)作的角色探索算法進(jìn)行研究。提出了RBAC多人協(xié)作的角色探索算法。該算法不僅避免了角色構(gòu)建過程中角色需求分析、問卷調(diào)查的耗時過程，而且解決了基于屬性探索的輔助交互問答算法不支持多人協(xié)同的單一問答的缺陷。

第6章對自底向上的角色工程方法進(jìn)行研究。建立了一個基于角色替代的小角色集問題求解模型，設(shè)計(jì)了一個貪婪算法。算法自底向上地迭代求解小角色集。

第7章對基于概念格的角色更新方法進(jìn)行研究�；�于概念格的角色更新，主要依賴概念格的漸進(jìn)式構(gòu)造算法來完成。根據(jù)對概念格的遍歷方式的不同，提出了自上而下和自底向上兩種漸進(jìn)式算法。

第8章對基于概念格的角色合并方法進(jìn)行研究�；�于概念格的角色合并方法主要研究內(nèi)容是概念格的合并，分別提出了自頂向下的橫向合并算法和自底向上的縱向合并算法。

本書是筆者多年來相關(guān)領(lǐng)域研究工作的總結(jié)與提煉。本書適合信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、訪問控制研究人員、高校教師及研究生閱讀。

筆者就職于河南大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，在該領(lǐng)域多年的研究中得到了尊敬的導(dǎo)師沈夏炯教授和師兄韓道軍教授等的指導(dǎo)和幫助。在本書的寫作過程中，華北水利水電大學(xué)的呂靈靈教授和筆者的研究生楊繼勇同學(xué)做了大量的研究、撰寫和校對工作。同時，實(shí)驗(yàn)室的研究生同學(xué)也做了大量的工作，感謝參加本書編寫的同學(xué)：霍雨（書稿整理），陳萬、張芃（書稿校對）。同時，河南大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院、華北水利水電大學(xué)電力學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和同事為本書的出版創(chuàng)造了條件，一并向他們表示誠摯的謝意。

國家自然科學(xué)基金（No.U1604148）、河南省高層次人才特殊支持計(jì)劃（No.ZYQR201810138）、河南省科技廳科技攻關(guān)計(jì)劃基金資助項(xiàng)目（202102310340）、河南省高等學(xué)校青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（2020GGJS027）對本書的研究工作提供了持續(xù)的支持，并對本書的出版給予了資助�；瘜W(xué)工業(yè)出版社對本書的出版給予了全方位的幫助，謹(jǐn)借此機(jī)會表達(dá)深切的謝意。

盡管做出努力，但因?qū)W術(shù)水平有限，書中可能存在不妥之處，敬請廣大讀者不吝賜教，筆者將不勝感激。



張磊

2021年5月10日于河南大學(xué)