phát triển mô hình điều khiển truy xuất cho dữ liệu gis

Y BAN NHÂN DÂN TP.HCM
S KHOA HC VÀ CÔNG NGH










BÁO CÁO NGHIM THU
(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu)

PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TRUY XUẤT
CHO DỮ LIỆU GIS






CH NHIM  TÀI
(Ký tên)

PGS.TS. ĐẶNG TRẦN KHÁNH


N LÝ C QUAN CH TRÌ
(Ký tên/đóng dấu xác nhận) (Ký tên/đóng dấu xác nhận)










THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 11/2013


I


S phát trin các dch v da lý, các dch v da trên v trí hay các h thng
thông tin lo nên nhu cu cp thit cho bài toán bo mt d
lia lý. Các công ngh hii giúp cho vii d liu, tích hp hay chia s
d liu làm cho vic liên thông gia các h thng và các ngun tài nguyên ngày càng
d dàngt trong nhng v bo mt d liu quan trng và ct liu
khin truy xut d liu. u khin truy xun cho các ng dng

và h qun tr  d liu hi  gii hn các loi truy xut
trong các h thng d liu lc bit là h tha lý. Mt chính sách
u khin truy xut d lia lý mang rt nhic gii hn
s ph thua lý ca d liu, thông tin ca ch th truy xut và thông
tin ng cnh gm yu t không và th trí ch th và thi gian truy xut,
các s kin xng truy xut, v.v.
K tha nhm do và d dàng tích hp vi các loi ng dng h thng
ca XML, ngôn ng XACML là mt chun công nghic s d mô
t các chính sách gii hn truy xut, các yêu cu truy xut và quynh truy xut
b tài s phát trin mt mô hình truy xut m rng t XACML,
c th t GeoXACML (mt mô hình phát trin t XACML và h tr thêm mt s 
vin các hàm và kiu d li a lý) gi là X-STROWL (eXtended XACML for
Spatial Temporal Role based access control model with OWL). Mô hình X-STROWL
không nhng h tr chun OASIS ca XACML mà còn h tr u khin truy xut
da trên vai trò (rng các yêu cu gii hn truy xut
cho h thng thông tin nói chung và cho h tha lý nói riêng bao gm
c yu t không và thi gian. Mô hình còn tích hp OWL (Web Ontology Language)
 h tr phân cp vai trò và gim bc t các chính sách truy xut cho các
 máy quynh truy xut.
Phn còn li ca báo cáo s trình bày nhng ni dung sau: i thiu tng
quan v d án; Các v nghiên cu và k hoch nghiên cc trình bày trong
;  trình bày chi tiu khin truy xun, các
c phát trin gu khin truy xut c 
xu u khin truy xut. T mô hình
 xu34 c t quy tc phân
quyn và chính sách bo m5, kin trúc lun lý các chc
trình bày. Các mã ngun m  hin thc ki xut
c gii thi6.  trình bày ng dng th nghi kim
cht qu nghiên cu c tài. Cu8 tng kt li
nhng công vin ngh ng phát trin c tài.

II

SUMMARY OF RESEARCH CONTENTS
The development of geography-based services, location-based services, and large-
scale information systems has created the demands for geospatial data security. The
high technology has made the interoperable use of distributed and heterogeneous data
such as data sharing, data integration or data exchanging between different
organizations easily. Therefore, one of the imperative problems of data security is
access control. However, traditional and existing access control models for
applications and database management systems cannot fully satisfy the requirements
of data access restriction in the large-scale information systems, especially geographic
information systems (GIS). Security policies in an access control model for
geographical data expect many specific characteristics. For example, the constraints of
           
information, and contexts including spatio-    
position, accessed date, and events around the environment of request, etc.
Inherited from the flexibility and easy integration with a variety of applications and
systems of XML, XACML is the OASIS standard and used to describe access control
policies, authorization decision request, and response by the XML syntax. The project
has developed an access control model extended from XACML, namely from
GeoXACML (an extension of XACML with the support of spatial data types and
functions), called X-STROWL (eXtended XACML for Spatial Temporal Role based
access control model with OWL). The X-STROWL model supports not only XACML
of the OASIS standard but also role based access control according to the NIST
standard, and meets with the requirements of access restrictions including spatio-
temporal conditions for information systems in general and GIS in particular. Besides,
the model also integrates the OWL (Web Ontology Language) ontology for semantic
reasoning on hierarchical roles to simplify the specification of access control policies
and increase the intelligence of the authorization decision engine.

The research contents presented in this report are organized as follows. A general
view of the project is introduced in Chapter 1. Chapter 2 presents the statement of
research problems, and proposes the research plan of the project. Chapter 3 describes
traditional and recent access control models, and proposes the access control model,
X-STROWL, of the project as well as related problems. From this model suggested in
Chapter 3, methods for security authorization policy and rule specification are
presented in Chapter 4. Chapter 5 proposes the functional architecture for our X-
STROWL model. Potential open source softwares that can be used to implement the
model are analyzed in Chapter 6. Chapter 7 presents a demo to verify and evaluate the
Finally, summary and future works are given in Chapter 8.

III



TÓM TT NI DUNG NGHIÊN CU I
SUMMARY OF RESEARCH CONTENTS II
MC LC III
DANH SÁCH BNG VIII
DANH SÁCH HÌNH IX
PHN M U 1
 T TÀI 10
1.1 Tính cấp thiết đề tài 10
1.2 Phương pháp nghiên cứu 11
1.2.1 Cách tiếp cận 11
1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 11
1.3 Ý nghĩa khoa học và khả năng áp dụng thực tiễn 12
 PHÁT BI TÀI 13
2.1 Giới thiệu GIS và ứng dụng GIS 13
2.2 Kiến trúc SDI (Spatial Data Infrastructure) 15

2.2.1 Các thành phần SDI 15
2.2.2 Phần mềm để xây dựng SDI 16
2.3 Vấn đề chia sẻ và bảo vệ các dữ liệu địa lý 20
2.4 Các yêu cầu giới hạn truy xuất 21
2.4.1 Hướng người dùng và vai trò người dùng 22
2.4.2 Hướng dữ liệu 22
2.4.3 Hướng ngữ cảnh 23
2.5 Các vấn đề cần giải quyết 24
2.6 Kế hoạch nghiên cứu 25
 PHÁT TRIU KHIN TRUY XUT CHO D
LIU GIS 28
3.1 Các công trình nghiên cứu liên quan 28
3.1.1 Các mô hình điều khiển truy xuất cơ bản 28

IV

3.1.2 Các mô hình điều khiển truy xuất nâng cao 37
3.1.3 Tổng kết và đánh giá 56
3.2. Mô hình đề xuất 57
3.2.1 Các loại chính sách 58
3.2.2 Mô hình X-STROWL 60
3.2.3 Sự hỗ trợ không và thời gian 64
3.3 Vấn đề xung đột quyền 65
3.3.1 Deny-overrides 68
3.3.2 Orderred-deny-overrides 69
3.3.3 Permit-overrides 69
3.3.4 Orderred-permit-overrides 69
3.3.5 First-applicable 69
3.3.6 Only-one-applicable 70
3.3.7 Phát hiện và giải quyết xung đột 71

3.4 Vấn đề điều khiển truy xuất hướng người dùng và sự kiện 74
3.5 Vấn đề quản lý role người dùng 77
3.5.1 Định nghĩa role 78
3.5.2 Phân cấp role 79
3.5.3 Phân biệt nhiệm vụ 81
3.6 Vấn đề quản lý giao dịch người dùng 82
     C T QUY TC PHÂN QUYN VÀ
CHÍNH SÁCH BO MT 85
4.1 Phương pháp đặc tả quy tắc phân quyền và chinh sách bảo mật GeoXACML 85
4.1.1 Sự mở rộng XACML 85
4.1.2 Cấu trúc ngôn ngữ GeoXACML 86
4.1.3 Các loại chính sách GeoXACML hỗ trợ 93
4.2 Phương pháp đặc tả quy tắc phân quyền và chính sách bảo mật mở rộng 98
4.2.1 Cấu trúc chính sách RoleAssignment<PolicySet> 98
4.2.2 Cấu trúc chính sách Permission<PolicySet> 99
4.2.3 Cấu trúc chính sách PermissionAssignment<PolicySet> 100

V

4.2.4 Cấu trúc chính sách Context<PolicySet> 101
4.2.5 Cấu trúc chính sách SeparateOfDuty<PolicySet> 102
4.2.6 Đặc tả phân cấp role và resource với OWL 103
4.3 Case study 108
4.3.1 Cấu trúc của chính sách RoleAssignment<PolicySet> 108
4.3.2 Cấu trúc của chính sách Permission<PolicySet> 110
4.3.3 Cấu trúc của chính sách PermissionAssignment<PolicySet> 113
4.3.4 Cấu trúc của chính sách Context<PolicySet> 116
4.3.5 Cấu trúc của chính sách SeparateOfDuty<PolicySet> 117
4.3.6 Phân cấp role với OWL 119
   KIN TRÚC CH  A MÔ HÌNH U KHIN

TRUY XU XUT 121
5.1. Kiến trúc tổng quan 121
5.2 Chuẩn giao tiếp giữa các layers 122
5.3 Kiến trúc chức năng 122
5.3. 1 Khối dịch vụ thi hành chính sách (Enforcement Service) 124
5.3.2 Khối dịch vụ đánh giá chính sách (Evaluation Service) 124
5.3.3 Khối tiện ích (Utilities) 125
5.3.4 Khối dịch vụ và các hàm hỗ trợ (Supporting Functions/Services) 125
5.3.5 Kho lưu trữ dữ liệu 126
   PHÁT TRIN B CÔNG C DA TRÊN MÔ HÌNH U
KHIN TRUY XUT 127
6.1 Sơ lược các mã nguồn mở hiện thực XACML 127
6.2 HERAS
AF
128
6.2.1 Cách thức hoạt động 128
6.2.2 Cách tổ chức mã nguồn 129
6.2.3 Các gói dữ liệu cơ bản trong HERAS-AF Core 130
6.2.4 Tạo và đánh giá yêu cầu truy xuất với HERAS-AF 131
6.2.5 HERAS-AF ưu – nhược điểm và khả năng mở rộng 134
6.3 Mở rộng HERAS-AF hỗ trợ X-STROWL 135
6.3.1 Kiến trúc HERAS-AF+ 135

VI

6.3.2 Mở rộng HERAS-AF+ Core 138
6.3.3 HERAS-AF+ Context Handler 139
6.3.4 HERAS-AF+ PDP 142
6.3.5 HERAS-AF+ PEP 142
6.3.6 HERAS-AF+ PIP 145

6.3.7 HERAS-AF+ S/DSOD 146
6.3.8 HERAS-AF+ OWL 147
6.3.9 Giải thuật kết hợp 148
6.4 Mở rộng UMU hỗ trợ việc tạo và quản lý các chính sách bảo mật 149
6.4.1 UMU-XACML-Editor 149
6.4.2 Mở rộng UMU hỗ trợ hiện thực khối PAP 150
 PHÁT TRIN NG DNG TH NGHI 
KIM CHNG KT QU NGHIÊN CU 152
7.1 Phát triển một ứng dụng thử nghiệm 152
7.1.1 Kiến trúc ứng dụng 152
7.1.2 Phía người dùng 153
7.1.3 Phía máy chủ 158
7.1.4 Áp dụng bộ công cụ điều khiển truy xuất 159
7.1.5 Cơ sở dữ liệu 162
7.2 Triển khai thử nghiệm 162
7.2.1. Kịch bản 1 163
7.2.2. Kịch bản 2 165
7.2.3. Kịch bản 3 166
7.3 Đánh giá kết quả 167
 TNG K 171
8.1 Đánh giá các kết quả nghiên cứu 171
8.1.1 Đánh giá mô hình 171
8.1.2 Đánh giá bộ công cụ đã phát triển 172
8.2 Tổng kết 173
8.3 Đề nghị 174

VII

TÀI LIU THAM KHO 176
PH LC i

1. Các bài báo đã được đăng/được chấp nhận đăng i
2. Hướng dẫn sử dụng ứng dụng thử nghiệm i
2.1 Cách cài đặt website i
2.2 Cách cài dặt server v
2.3 Access Control vi
2.4 Cách tạo các chính sách bảo mật vi



VIII

DANH SÁCH 
 hoch làm vic 26
u d liu không gian trong GeoXACML 50
 50
p cn 56
u d liu không và thi gian trong X-STROWL 64
 liu không và thi gian trong X-STROWL 64
i thut kt hp chính sách, lut 65
ng s th 67
ng s th 67
ng s th 68
Các hàm không gian trong GeoXACML 86
ng OWL 104
  tr role và resource phân cp 106
ng quát v các mã ngun m hin thc XACML 127
 lic s dng cho th nghim 163

IX

DANH SÁCH HÌNH
n ca h thng GIS 13
 liu trong h thng GIS 14
n kin trúc SDI 15
n trúc SDI 16
n mm cho SDI 17
n mm ph bin 19
u tích hp d liu hp nht 20
 thu khin truy xu 29
 thu khin truy xut m 29
n cu khin truy xut 30
u khin truy xut tng quát 30
 u khin truy xut da trên SDE 32
 u khin truy xut da trên view 34
 n 35
u trúc thành phn chính sách trong XACML 37
 phân cp vai trò (a) và vai trò m rng (b) 39
a các c ràng buc xung t vai trò 40
 trí lun lý trong mô hình STRBAC 42
i gian trong mô hình STRBAC 43
i quan h gia subject, role, và organization 44
i quan h gia object, view, và organization 44
i quan h gia action, activity và organization 44
-BAC 45
 các lp phân cp vai trò 47
 GeoXACML 50
- XACML m rng 52
a XACML chun OASIS 53

n trúc profile m rng XACML theo mô hình Or-BAC 54
n trúc ca profile m rng XACML 55
i quan h gia các chính sách X-STROWL 58
-STROWL 60
n trúc khi RoleEA 61
n trúc ca profile m rng XACML 72
 v role phân cp tng quát 79
p role biu din quan h Is-A (a) và phân cp (b) 80
u khin truy xut da trên s kin 83
 hong ca h thng có tích hu khin truy xut trên s kin 84

X

n Policy-Set XACML 87
a so trùng Subject 88
n t Condition 88
n t Obligation 89
 minh ha cho Resource Content 94
 n resource content 94
 thành phn resource trong policy 95
 thành phn resource trong policy 95
 cho thành phn Condition trong Policy 96
 cho mt Rule trong Policy gii hn không gian 97
 dng hàm ng a trong policy 120
 dng hàm hasTransitiveObjectValue trong policy 120
n trúc GIS m rng 121
n trúc ch-STROWL 123
n trúc ca HERAS-AF 129
 thành phn ca HERAS-AF 129
 HERAS-AF Core package 130

o chính sách trong HERAS-AF 132
n khai chính sách vi HERAS-AF 132
o yêu cu truy xut 133
u truy xut 133
 tun t u truy xut 134
n trúc HERAS-AF+ 137
 dng JTS cho d liu không gian 138
n thc kiu d liu DateTime 138
c handle ca lp Within 139
 tun t x lý yêu cu truy xut ca khi PEP 143
ng ca Servlet Filter 144
 145
i mt hàm m rng suy lun 147
 v mt hàm suy lun da trên cây phân cp 148
n c-XACML-Editor 150
a UMU-XACML-Editor 150
nh danh cho các kiu không gian 151
n trúc ng dng th nghim 152
 website 154
 154
 155
nh nhân 155

XI

t Private Note ca m 155
 78: B bnh vic xem bi mt bnh nhân 156
c phép xem thêm thông tin v trí ca các bnh nhân 157
c phép xem thông tin b bnh vin và v trí ca các bnh nhân
157

c phép xem tt c các thông tin trên b 158
c phép xem tt c các thông tin trên b 164
c phép xem v trí ca các bnh nhân 164
c v trí các bnh nhân 165
Mary và bnh nhân Lisa cùng  khu cp cu 166
Mary truy xut thông tin bnh án ca bnh nhân Lisa 166
t qu thi s ng chính sách nh  168
t qu thi s ng chính sách l 168
t qu thi gian truy xut vi s ng chính sách nh  169
t qu thi gian truy xut vi s ng chính sách nh  170
t lp thuc tính Web Reference URL i
 ii
t lp khi publish website ii
n chính IIS iii
 iii
: Cu hình add website trong IIS iv
o mt chính sách mi vi
 vi
n các thông tin ca Policy vii
 vii
 viii
c tính không gian vào chính sách viii
a chn kiu d liu không gian ix





1


1.  tài: Phát trin mô hình iu khin truy xut cho d liu GIS
Ch nhi tài: ng Trn Khánh
 trì: ng i hc Bách Khoa  i hc Quc Gia Tp.HCM
Thi gian thc hin: 24 tháng (08/2011-08/2013)
c duyt: ng (Nng)
p: ng theo TB s: 54/TBKHCN ngày 20/07/2011
ng theo TB s: 138/TBKHCN ngày 29/10/2012
2. Mc tiêu
- Phát triu khin truy xut cho d liu GIS.
- Phát trin b công c du khin truy xut nhm h tr vic
chuyn giao công ngh và áp dng vào các ng dng GIS trong thc t.
- Phát trin ng dng th nghi kim chng kt qu nghiên cu.
3. Ni dung
3.1 Ni dung thc hin 1
n: T tháng 8/2011 n tháng 8/2012
TT
Tóm tt ni dung
Sn phm ct
1
Phát triển mô hình điều khiển truy xuất cho
dữ liệu GIS

1.1
Nghiên c    trình trên
th gii v u khin truy xut d liu GIS
 - hoàn tất
- N     u khin
truy xut cho d li  m
y m mnh) trong các công

ngh      
công b
- Có báo cáo k thut
1.2
 xut và phát trin mu khin
truy xut cho d liu GIS dng vector h tr
các ràng buc v không-thi gian (spatio-
temporal constraints)  giai đoạn 1
Tìm hiu khin truy
xut cho d liu GIS có h tr
u khin truy xut theo các ràng
buc không-thi gian
1.3
Gii quyt v t quyn  giai đoạn
1
Tìm hiu các gii pháp x lý vn
   quyn hn trên các
u khin truy xut d
liu GIS

2

1.4
Gii quyt v u khin truy xung
i dùng (user-  ng s kin
(event-driven)  giai đoạn 1
Tìm hiu các giu khin
truy xu  i dùng
(user-  ng s kin
(event-driven)

1.5
Gii quyt v to các role theo yêu cu
phc tp d    u khin truy
xut  giai đoạn 1
Tìm hiu các gii pháp to và
qun lý các roles theo yêu cu
phc tp
1.6
Gii quyt v qun lý các giao dch khi
i dùng di chuyn qua nhng min không
gian bo mt khác nhau  giai đoạn 1
Tìm hiu các gii pháp qun lý
các giao d i dùng di
chuyn qua nhng min không
gian bo mt khác nhau
2
Phát triển phương pháp đặc tả các quy tắc
phân quyền (authorization rule) và các
chính sách bảo mật (security policy) theo mô
hình điều khiển truy xuất đã đề xuất

2.1
Nghiên cu v   c t các quy
tc phân quyn và các chính sách bo mt s
dng GEO-XACML - hoàn tất
- N   c t các
quy tc phân quyn và các chính
sách bo mt s dng GEO-
XACML
- Có báo cáo k thut

2.2
Phát trin GEO-XACML nhc t c
các quy tc phân quyn và các chính sách
bo mt theo các yêu cu bo mt ca mô
 u khin truy xu    xut
giai đoạn 1
Nghiên cu các gii pháp m
rng GEO-  c t
c các quy tc phân quyn và
các chính sách bo mt theo các
yêu cu bo mt ca mt mô hình
u khin truy xut
3
Xây dựng các chức năng cơ bản của hệ
thống điều khiển truy xuất theo mô hình
điều khiển truy xuất đã đề xuất

3.1
Xây dng ch  n yêu cu truy
xut ci dùng sang dng yêu cu truy
xut có tích hp bo mt và chuyn kt qu
nh yêu cu truy xut ti
dùng giai đoạn 1
Thit k ch  n yêu
cu truy xut c i dùng
sang dng yêu cu truy xut có
tích hp bo mt và chuyn kt
qu nh yêu cu truy
xut ti dùng

3

3.2
Xây dng ch   nh mt yêu cu
truy xut có tích hp bo mc phép
hoc phép giai đoạn 1
Thit k chnh mt
yêu cu truy xut có tích hp bo
m  c phép hoc không
c phép
3.3
Xây dng ch   t quá trình truy
xut ci dùng giai đoạn 1
Thit k ch   t quá
trình truy xut ci dùng
4
Phát triển bộ công cụ dựa trên mô hình điều
khiển truy xuất nhằm hỗ trợ việc chuyển
giao công nghệ và áp dụng vào các ứng
dụng GIS trong thực tế

4.1
Phát tri n lp trình h tr thit k,
t các quy tc phân quyn theo mô hình
u khin truy xu    xut giai
đoạn 1
- c t các hàm lp trình h tr
thit kt các quy tc phân
quyn theo m   u
khin truy xut

- Có báo cáo k thut
4.2
Phát trin lp trình h tr vic to và
qun lý các ràng buc không-thi gian giai
đoạn 1
- c t các hàm lp trình h tr
vic to và qun lý các ràng buc
không-thi gian
- Có báo cáo k thut
4.3
Phát trin lp trình h tr vic tìm ra
các ràng buc không nha giai
đoạn 1
- c t các hàm lp trình h tr
vic tìm ra các ràng buc không
nha
- Có báo cáo k thut
4.4
Phát trin lp trình h tr vic to và
qun lý các chính sách bo mt giai đoạn 1
- c t các hàm lp trình h tr
vic to và qun lý các chính sách
bo mt
- Có báo cáo k thut
4.5
Phát trin lp trình h tr truy xut
d li d lic cu
u khin truy xu
xut giai đoạn 1
- c t các hàm lp trình h tr

truy xut d li    d
li   c cu hình theo
mu khin truy xut
- Có báo cáo k thut

3.2 Ni dung thc hin 2
n: T tháng 8/2012 n tháng 8/2013.
TT
Tóm tt ni dung
Sn phm ct
1
Phát triển mô hình điều khiển truy xuất cho
dữ liệu GIS


4

1.1
Nghiên c     
th gii v u khin truy xut d liu GIS
 - hoàn tất từ giai đoạn 1
- N     u khin
truy xut cho d li  m
y m mnh) trong các công
ngh      
công b
- Có báo cáo k thut
1.2
 xut và phát trin mu khin
truy xut cho d liu GIS dng vector h tr

các ràng buc v không-thi gian (spatio-
temporal constraints)  Hoàn tất
- Tìm hiu khin truy
xut cho d liu GIS có h tr
u khin truy xut theo các ràng
buc không-thi gian
- u khin truy xut mi
cho d liu GIS: X-STROWL
- Có báo cáo k thut
1.3
Gii quyt v xung t quyn  Hoàn tất
- Tìm hiu các gii pháp x lý vn
   quyn hn trên các
u khin truy xut d
liu GIS
-  xut gii pháp phát hin và x
t quyn trong mô hình
thông qua các gii thut kt hp.
- Có báo cáo k thut
1.4
Gii quyt v u khin truy xung
i dùng (user-  ng s kin
(event-driven)  Hoàn tất
- Tìm hiu các giu khin
truy xu  i dùng
(user-  ng s kin
(event-driven)
-  xut giu khin truy
xui dùng ng
s kin/ng cnh trong mô hình

X-STROWL
- Có báo cáo k thut
1.5
Gii quyt v to các role theo yêu cu
phc tp d    u khin truy
xut  Hoàn tất
- Tìm hiu các gii pháp to và
qun lý các roles theo yêu cu
phc tp
-  xut to role theo ng cnh
không  thi gian
- Có báo cáo k thut

5

1.6
Gii quyt v qun lý các giao dch khi
i dùng di chuyn qua nhng min không
gian bo mt khác nhau  Hoàn tất
- Tìm hiu các gii pháp qun lý
các giao d i dùng di
chuyn qua nhng min không
gian bo mt khác nhau
-  xut qun lý giao di
dùng bng cách qun lý truy xut
da trên s kin s h
tr ca c    mc
PPSTTree, Semantic B
ob
-Tree

và Vertices Reduction Paradigm
(mô hình c bo v
 i dùng
- Có báo cáo k thut
2
Phát triển phương pháp đặc tả các quy tắc
phân quyền (authorization rule) và các
chính sách bảo mật (security policy) theo mô
hình điều khiển truy xuất đã đề xuất

2.1
Nghiên cu v   c t các quy
tc phân quyn và các chính sách bo mt s
dng GEO-XACML - Hoàn tất từ giai đoạn 1
- N   c t các
quy tc phân quyn và các chính
sách bo mt s dng GEO-
XACML
- Có báo cáo k thut
2.2
Phát trin GEO-XACML nhc t c
các quy tc phân quyn và các chính sách
bo mt theo các yêu cu bo mt ca mô
 u khin truy xu    xut
Hoàn tất
- Nghiên cu các gii pháp m
rng GEO-  c t
c các quy tc phân quyn và
các chính sách bo mt theo các
yêu cu bo mt ca mt mô hình

u khin truy xut
- M rng GEO-XACML bng các
kiu d kiu và hàm mi h tr
không gian, suy diu
kin ng cnh
- Có báo cáo k thut
3
Xây dựng các chức năng cơ bản của hệ
thống điều khiển truy xuất theo mô hình
điều khiển truy xuất đã đề xuất


6

3.1
Xây dng ch  n yêu cu truy
xut ci dùng sang dng yêu cu truy
xut có tích hp bo mt và chuyn kt qu
nh yêu cu truy xut ti
dùng  Hoàn tất
- Thit k ch  chuyn yêu
cu truy xut c i dùng
sang dng yêu cu truy xut có
tích hp bo mt và chuyn kt
qu nh yêu cu truy
xut ti dùng
- Hin thc ch   i
Policy Enforcement Point
- Có báo cáo k thut
3.2

Xây dng ch   nh mt yêu cu
truy xut có tích hp bo mc phép
hoc phép Hoàn tất
- Thit k chnh mt
yêu cu truy xut có tích hp bo
m  c phép hoc không
c phép
- Hin thc ch   i
Policy Decision Point
- Có báo cáo k thut
3.3
Xây dng ch   t quá trình truy
xut ci dùng  Hoàn tất
- Thit k ch   t quá
trình truy xut ci dùng
- Hin thc thông qua ch 
ghi nht ký h thng (logger)
- Có báo cáo k thut
4
Phát triển bộ công cụ dựa trên mô hình điều
khiển truy xuất nhằm hỗ trợ việc chuyển
giao công nghệ và áp dụng vào các ứng
dụng GIS trong thực tế

4.1
Phát tri n lp trình h tr thit k,
t các quy tc phân quyn theo mô hình
u khin truy xu  c  xut 
Hoàn tất
- c t các hàm lp trình h tr

thit kt các quy tc phân
quyn theo m   u
khin truy xut
- Hin thn h tr thit k,
cài ct các quy tc phân quyn
trong khi Policy Administration
Point
- Có báo cáo k thut
4.2
Phát trin lp trình h tr vic to và
qun lý các ràng buc không-thi gian 
Hoàn tất
- c t các hàm lp trình h tr
vic to và qun lý các ràng buc
không-thi gian
- Hin th  n lp trình h
tr to và qun lý các ràng buc
không-thi gian trong khi Policy
Administration Point
- Có báo cáo k thut

7

4.3
Phát trin lp trình h tr vic tìm ra
các ràng buc không nh  a 
Hoàn tất
- c t các hàm lp trình h tr
vic tìm ra các ràng buc không
nha

- Hin th  n lp trình h
tr tìm ra các ràng buc không
nht quán trong các hàm kt hp.
- Có báo cáo k thut
4.4
Phát trin lp trình h tr vic to và
qun lý các chính sách bo mt  Hoàn tất
- c t các hàm lp trình h tr
vic to và qun lý các chính sách
bo mt
- Hin th  n lp trình h
tr to và qun lý các chính sách
bo mt trong khi Policy
Administration Point
- Có báo cáo k thut
4.5
Phát trin lp trình h tr truy xut
d li d lic cu
u khin truy xu
xut  Hoàn tất
- c t các hàm lp trình h tr
truy xut d li    d
li   c cu hình theo
mu khin truy xut
- Hin th  n lp trình h
tr truy xut d liu trong c
d li   c cu hình
theo mô hình X-STROWL thông
qua khi Policy Enforcement
Point

- Có báo cáo k thut
5
Phát triển một ứng dụng thử nghiệm để
đánh giá và kiểm chứng kết quả nghiên cứu

5.1
Phát trin mt ng dng th nghim 
Hoàn tất
- Hin thc ng dng th nghim
qun lý thông tin nhân viên và
bnh nhân trong bnh vin
- Có báo cáo k thut và ng dng
th nghim
5.2
Trin khai th nghi     t
qu nghiên cu  Hoàn tất
- Trin khai ng dng trên máy
ch (server) và máy khách
(c   t qu thông
qua kt qu x lý câu truy vn
- Có báo cáo k thut
5.3
Vit báo cáo nghim thu  Hoàn tất
- Báo cáo k thut c tài




8

4. Sn phm ca  tài:
1. Báo cáo k thun các ni dung nghiên cu
2. u khin truy xut mi cho d liu GIS: X-STROWL
3. Kin trúc chn thu khin truy xut d liu GIS
4. c t các quy tc phân quyn (authorization rule) và các chính
sách bo mu khin truy xu xut
5. n lp trình h tr thit kt các quy tc phân quyn theo mô hình
u khin truy xu xut
6. n lp trình h tr vic to và qun lý các ràng buc không-thi gian
7. n lp trình h tr vic tìm ra các ràng buc không nha
8. n lp trình h tr vic to và qun lý các chính sách bo mt
9. n lp trình h tr truy xut d li d lic cu
u khin truy xu xut
10. ng dng th nghi m chng kt qu nghiên cu
11. Các báo cáo khoa h tài: 08 bài báo trong các hi ngh quc t
chuyên ngành (xem chi tiết trong phần phụ lục)
a) Kim Tuyen Le Thi, Que Nguyet Tran Thi, Tran Khanh Dang: An Enhanced
Access Control Model for GIS Database. In Proceedings of the 4th
Regional Conference on ICT Applications for Industries and Small
Companies in ASEAN countries (RCICT2011), October 18-19, 2011, Ho
Chi Minh City, Vietnam pp. 129-136
b) Que Nguyet Tran Thi, Tran Khanh Dang: X-STROWL: A Generalized
Extension of XACML for Context-aware Spatio-Temporal RBAC Model
with OWL.In Proceedings of the 7th International Conference on Digital
Information Management (ICDIM), IEEE Computer Society, 22-24 August
2012, Macau, pp. 253-258
c) Kim Tuyen Le Thi, Tran Khanh Dang, Pierre Kuonen, Houda Chabbi
Drissi: STRoBAC–Spatial Temporal Role Based Access Control. In
Proceedings of the 4th International Conference on Computational
Collective Intelligence Technologies and Applications (ICCCI), LNAI,

Springer-Verlag, 28-30 November 2012, Ho Chi Minh City, Vietnam, pp.
201-211
d) Trong Nhan Phan, Tran Khanh Dang: A Novel Trajectory Privacy-
Preserving Future Time Index Structure in Moving Object Databases. In
Proceedings of the 4th International Conference on Computational

9

Collective Intelligence Technologies and Applications, LNAI, Springer-
Verlag, 28-30 November 2012, Ho Chi Minh City, Vietnam, pp. 124-134
e) Tuan Ngoc Nguyen, Kim Tuyen Le Thi, Anh Tuan Dang, Ha Duc Son Van,
Tran Khanh Dang: Towards a Flexible Framework to Support a
Generalized Extension of XACML for Spatio-Temporal RBAC Model with
Reasoning Ability. In Proceedings of the International Conference on
Computational Science and Its Applications (ICCSA2013), Part V, LNCS
7975, Springer Verlag, 24-27 June, 2013, Ho Chi Minh City, Vietnam, pp.
437-451
f) Le Thi Bao Thu, Dang Tran Khanh: Semantic-aware Obfuscation for
Location Privacy at Database Level. In Proceedings of Information &
Communication Technology-EurAsia Conference 2013, LNCS, Springer-
Verlag, 25-29 March, 2013, Yogyakarta, Indonesia, pp. 111-120
g) Ngo Chan Nam, Dang Tran Khanh: On Efficient Processing of Complicated
Cloaked Regions for Location Privacy Aware Nearest-Neighbor Queries. In
Proceedings of Information & Communication Technology-EurAsia
Conference 2013, LNCS, Springer-Verlag, 25-29 March, 2013,
Yogyakarta, Indonesia, pp. 101-110.
h) Dang Tuan Anh, Dang Tran Khanh: A Path-Consistency Based Algorithm
for Anomaly Detection of Spatial Constraints in GeoXACML Policies.
Journal of Science and Technology, Vietnamese Academy of Science and
Technology, ISSN 0866-708X, Vol. 51, No. 4B, 2013, pp. 143-152

10

  
1.1 Tính cp thi tài
Hin nay, các h thng GIS [1][5] n không ngng v c s ng và cht
ng khi xut hin ngày càng nhiu ng du
qun lý tài nguyên thiên nhiên và môi ng (qun lý rng
ng, qun lý chn trng s d
cu kin kinh t - xã hi (qun lý dân s, qun lý mi giao thông, qun lý
mi y t giáo du tra và qun lý h th h tng ), nghiên cu h
tr  hoch phát trin, v.v. Mt trong nhng yu t quan trng
nht quyn kt qu ca các ng dng này là d liu GIS, mà c th là các bn
 sng, chi phí xây dng d liu GIS s chim khong 80% chi phí ca
mt d án GIS [6]. a, s phát trin ngày càng mnh m ca công ngh GIS
dn tình trng:
 D lia lý có cha các thông tin nhy cm (chính tr, quân s, 
nên các d liu này cc bo mt tuyi.
 ng khách hàng ca các h tha lý rng, t chính
ph, các nhà quy hou tra viên, ti
vai trò và chuyên môn ca h nên cn phi có s cp phát quyn khác nhau trên
các h tha lý.
 Cn kim soát các truy cp vào d liu ca các công ty t,
ng thi phi kim soát s phát trin ca các  h tng d lia lý.
 Các nhà cung cp d lia lý cn có giy phép và c bo v tài
nguyên mà h công b trên Web.
 bo m d liu GIS là mt v vô cùng cp thit. Bo m
s d liu GIS bao gm 3 v chính: tính bí mt (confidentiality), tính toàn vn

u khin truy xut (access control) [13][43]. Tính bí mm bo rng
ch nhi dùng hp l mi có th truy xut và hic d liu GIS. Tính toàn
vm bo d liu không b si bi nhi dùng bt h
u khin truy xut bao gm hai phn chính là xác thc (authentication) và kim tra
quyn truy ci dùng truy xu d liu GIS cn
phm bo rp thành công và ch hin nhc
phép trên nhng d liu nhnh. Tính bí mt và tính toàn vi vi d
lic gii quyt thng các gic công ngh
 ký s (digital signature), digital digest, v.v
[3]. Tuy nhiên v u khin truy xui vi d liu GIS còn phc tp vì cn

11

phi xem xét ti thuc tính hình hc ca d liu GIS, nên cn có gii pháp phù hp
ng các yêu cu truy xut vào d liu GIS.
D lic bit là d liu nc dùng chung bi nhiu ng dng
khác nhau. Trong mi ng dc chia làm nhiu nhóm khác
nhau và mi nhóm s c quyn riêng trong vic truy xut d li hiu rõ
v này, chúng ta xem xét mt ví d truy xut d liu trên ng dng qun lý quy
hoch ca thành ph H Chí Minh. ng dng này có nhii dùng, gi s
bao g       ng, nhóm quân s  o
thành ph. Tùy vào mi dùng khác nhau khi truy xut d liu quy hoch
s th c nhng v c bit và m  chi tit khác nhau. Ví d nhóm dân
ng chi nên bit mt s v trí ph thông và thông tin tng quát, nhóm quân s c
bit nhiu v trí quan tri nhiu thông tin chi ti
Trong thc t, chúng ta có th thc hiu khin truy xut cho các dch v thông tin
a lý bng nhiu cách tip cn khác nhau c v mt lý thuyt ln ng
dng. Tuy nhiên, nhng giu gp phi mt s m riêng
(xem mc 3.1). Nhìn chung, các gi có th m
bo viu khin truy xut d lin tng trong tu kin và hoàn

cnh khác nhau mt cách mm do vi qu tài này s tp trung
nghiên c xut mu khin truy xut kh m và tng quát cho d
liu GIS h tr bo mt ti tng d liu trên mi lp d ling thi
phát trin mt gic t các quy tc phân quyn và các chính sách bo m
du khin truy xut này. Bên c tài s xây dng mt b
công c phát trin (dn h tr l có th áp dng vào
các ng dng GIS có yêu cu tích hp bo mt cao ngoài thc t.
u
1.2.1 Cách tiếp cận
 tài nghiên cu và tng hu khin truy xut cho d li
công b m ym mn mu khin
truy xut mi kh m h tr u khin truy xut ti tng trong các lp d
liu GIS. Tính hiu dng ca gi c kim chng qua vic trin khai
mt ng dng GIS thc t.
1.2.2 Phương pháp nghiên cứu
 tài là kt hp nghiên cu lý thuyt vi th nghim
 kim chng các kt qu nghiên c tài s: (1) nghiên cu lý thuyt và các công
trình khoa hang nghiên c có nn tng vng chc v mô hình và các

12

giu khin truy xut cho d liu GIS; (2) nghiên cu và phát trin mt mô
u khin truy xut cho d liu GIS h tr u khin truy xun ti
ng trong mi lp d liu, và có tính kh dng; (3) phát tric t
các quy tc phân quyn (authorization rule) và các chính sách bo mt (security
u khin truy xu xut; (4) xây dng các ch
bn ca h thu khin truy xut tu khin truy xu xut;
(5) phát trin b công c d   u khin truy xut nhm h tr vic
chuyn giao công ngh và áp dng vào các ng dng GIS trong thc t; (6) tìm hiu
v các k thut và công ngh  hin thc mt ng dng th nghim nh

các kt qu nghiên cu.
c và kh ng thc tin
V mt khoa h tài nghiên c xut mu khin truy xut cho
d liu GIS mi h tr u khin truy xut ti tng d liu trên mi lp d
liu GIS và các gii hn truy xut di dùng và ng cnh. a,
 xut s h tr chun công nghip OASIS XACML và chun NIST
u khin truy xut da trên vai trò. u khin truy xu
xut s làm nn tng vng chc to ti nghiên cu và phát trin các ng dng GIS
có các yêu cu bo mt ti tng trên mi lp d liu không gian.
V mt thc ti tài xây dng b công c phát trin (dn
h tr l có th áp dng vào các ng dng GIS có yêu cu tích hp bo mt
cao ngoài thc t c kim chng thông qua vic trin khai th
nghim mt ng d tài.


13

  
2.1 Gii thiu GIS và ng dng GIS
H tha lý GIS là mt công c tp hp nhng quy trình da trên máy
 lp b và thao tác d lia lý, phân tích các s vt hing
tht, d ng và honh chic [1][2]. GIS là mt tp
hp có t chc gm phn cng, phn mm, d liu, i và các k thut thao tác
 thu nh, cp nht, phân tích và hin th tt c các da lý có
quan h không gian (1).

1: Các thành phn ca h thng GIS
c ng dng rc khác nhau ca cuc sng [1][2][5]. Vì
c thit k t h th qun lý d liu không gian, nó có rt
nhiu ng dng trong vic phát tri th ng t ch

, qun lý nhân lc, nông nghiu hành h thng công ích, l trình, nhân
khu, b, giám sát vùng bin, cu ho, qun lý và d báo các vùng thiên tai và
bnh tt. Trong phn lt công c h tr
quynh cho vic lp k hoch ho c áp dng trong các
h thng tài chính và bán l vn lý tài sn, tìm v  thit lp chi
nhánh mi, tìm l trình t phân phi hàng hóa, v.v
GIS s  t c sn xut, cp nht và phân
ph lia lý. Hm quan
trng ca GIS so vi b giy là: d dàng cp nht thông tin không gian và tng
hp hiu qu nhiu tp hp d liu thành m d liu kt hp.
 thông tin v th gii thi dng tp hp các l có th liên
kt vi nhau nh ng và
là mt công c  c chng minh là rt có giá tr trong vic gii quyt
nhiu v thc t, t thit lp tuyng, phân phi ca các chuyn lp