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雲端運算基於電子醫療保健的 語意存取控制 Lili Sun, Rua Wang, Jianming Y ong, Guoxin Wu Proceedings of the 2012 IEEE 16th International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design 報告人：曾彥志 指導教授：陳志達 班級：碩研資管一甲 學號：MA390103 2014/12/29 Outline • 簡介 • 語意網與存取控制本體論系統 A. 基於角色存取控制(RBAC)與語意網技術 B. 語意存取控制 • 雲端運算中的語意存取控制策略 • 雲端運算中基於語意的存取控制 • 存取控制架構 • 結論與未來工作 • 參考文獻 2 簡介(1/3) • 雲端運算成為分散式運算和網格運算的新變化 • 雲端運算的發展面臨著巨大的挑戰 • 使用雲端主機，是有遺失資料和非法存取的風險 3 簡介(2/3) 4 簡介(3/3) • 電子醫療保健資訊的需求不斷增長 • 醫療資料的高度個人化和潛在的破壞性 • 越來越難從大量資料中擷取有用的資訊 • 提出語意網技術應用在電子醫療保健系統 5 語意網與存取控制本體論系統(1/6) A. 基於角色存取控制(RBAC,role based access control)與 語意網技術(Semantic Web Technologies) • RBAC模型包含三個基本要素：用戶、角色、權限 用戶指的是一個人 角色是權力和責任相關組織的工作職責或工作 權限是核准一個或多個物件執行特定的操作 • 語意網提供一個框架建立在形式邏輯的動態、分散式和 可擴充的結構化知識上 6 語意網與存取控制本體論系統(2/6) • 本體論(Ontology)包含不可缺少的語意互操作性和進階的 資訊處理 7 語意網與存取控制本體論系統(3/6) B. 語意存取控制(SAC, Semantic access control) • SAC是基於RBAC之上，目標是要求和使用語意網技術來 延伸RBAC模型 • 基於RBAC語意授權規則具有以下定義： 有一個三層本體(角色、物件、行為) 角色是任務用戶的問題要求 物件是物件用戶的存取要求 行為是要在物件上執行的動作 8 語意網與存取控制本體論系統(4/6) 9 語意網與存取控制本體論系統(5/6) • 存取控制本體論系統的設計是用來提供共同可理解的語意 基礎在雲端運算環境做存取控制。 • 存取控制本體論可以決定四個定義域： 主題、物件、行為、屬性 主題本體論(SO) 物件本體論(OO) 行為本體論(AO) 屬性本體論(AtO) 10 語意網與存取控制本體論系統(6/6) 11 雲端運算中的語意存取控制策略(1/4) • 在分散式運算環境中，存取控制方法從集中式管理轉變成 分散式的管理，也已經有策略的標記語言 • XACML(eXtensible Access Control Markup Language)，用 來支援描述分散式的管理和策略 • SAC在語言的基礎上指定存取控制標準和外部授權實體的 語意集成 • 添加目的、條件、權利和優先事項語法元素 12 雲端運算中的語意存取控制策略(2/4) • 策略通常是以規則的形式撰寫，在語意存取控制中，每個 策略必須與知識域相關聯，因此，就必須應用知識域來獲 取語意存取控制策略的語意元素。 13 雲端運算中的語意存取控制策略(3/4) • 語意策略語言(SPL,Semantic Policy Language)是基於將要 存取的資源和相關屬性的語意屬性 • SPL策略由一組存取規則元素組成，在SAC中，用戶提出 一屬性和基於一組屬性規範的資源 • 每個存取規則定義特定的需求獲得存取權限與一組可選擇 的行為，在進行存取控制之前授予存取權限相關聯的屬性 組合 14 雲端運算中的語意存取控制策略(4/4) 15 雲端運算中基於語意的存取控制(1/4) • 當一個主題請求在物件上執行動作時，相應規則的執行引 擎就會為請求進行評估 • 一個典型的存取控制規則為一個三元組合(主題、物件、 行為)，使主題可以在物件上執行某些動作 • 延伸典型存取控制規則三元組合，包括目的、條件、權利 16 雲端運算中基於語意的存取控制(2/4) • 權利定義一個主題能在一個物件的特權，要求主題與物件 的關聯 • 目的描述了資料收集和資料存取的原因，直接決定資料項 目如何存取 • 條件定義一個邏輯運算式目標可能影響對規則的適應性因 素 17 雲端運算中基於語意的存取控制(3/4) 透過例子說明目的與條件表示的權利： 1)如果診所醫師得到病患的同意，那醫師就能存取除了電子 郵件以外的資料 2)我們的診所夥伴可以存取病患資料進行研究：病患年齡必 須在50歲以上 18 雲端運算中基於語意的存取控制(4/4) • 提出一個基於XML規則的結構支援語意存取規則的語意策 略描述模型 19 存取控制架構(1/1) • 存取控制系統的實施重點是利用儲存在語意知識庫中的資訊 提出一個HTTP要求 要求轉換成 XACML格式 語意控制模型執行查詢 Web Server進行檢查 SPL評估XACML要求 回傳回應給Web Server 20 結論與未來工作(1/2) • 本文提出了語意存取控制的語意方式是實現雲端運算中存 取控制的基礎，存取控制模型是可擴充的，適用於不同的 環境和涵蓋其他的存取控制模型。 • 本體論是用於雲端運算環境與高度異質和結構化的詞彙， 考慮到傳統的存取控制方法在雲端運算的局限性，本文介 紹了語意網技術基於角色的存取控制模型和在電子醫療保 健系統中基於本體論的語意存取控制。 21 結論與未來工作(2/2) • 在語意存取控制中，使用了一些語法元素，如主題、基於 屬性和行為的物件和在語意存取控制中添加了許多元素： 目的、條件、權利和優先事項。 • 這種方法可以更容易解決在異質、分散式、大型環境和理 想中透過雲端運算環境達成跨組織工作的存取問題。 22 Q&A 23 參考文獻 • • • • • • • 存取控制概觀 語意網、詞網與知識本體 醫療服務業市場報告 本體論和語意網 RDF Web與SPARQL的應用 雲端運算定義與範疇 雲端概念與應用 24 謝謝聆聽 25