面向服务数字教育资源安全整合框架设计实现

1、-面向效劳的数字教育资源平安整合框架设计及其实现摘要：面向效劳的体系架构SOA为数字教育资源共享提供了新的效劳模式，设计一个全局的平安框架是面向效劳的数字教育资源整合中的难点问题。分析了分布式教育效劳资源整合的平安需求，提出了基于分层的数字教育效劳资源平安整合框架SERSHF模型。SERSHF采用层次构造展示资源平安整合的全景视图，具有模块化、灵活性和可伸缩性特点，有助于降低SOA环境下数字教育资源共享建立的开发本钱，发挥SOA技术优势的整体效应。文章最后给出了SERSHF在数字教育实践应用中的系统实现。关键词：面向效劳的体系架构；数字教育资源；平安整合；分层框架；设计；实现引言数字教育E-l

2、earning的快速开展，使在线资源迅速增加并呈现出分布、异构、海量等特征。由于技术的复杂性、教育的多样性以及资源开发过程的非标准性，各类教育资源系统底层构造和功能接口不一致，数字化教育资源之间难以进展有效的交流与融合。SOA.d*z*./jiaoyujiao*ue/suzhijiaoyu/Service OrientedArchitecture，面向效劳的体系架构具有松散耦合、平台无关、互操作和开放性等特性，为分布式异构教育资源之间的共享与集成创新提供了新的效劳模式。为构建开放共享的数字教育公共效劳支撑平台，国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建立与示、“数字教育公共效劳示工程等多项

3、重大工程，目前已经初步建立了“奥鹏、“弘成和“知金三个覆盖全国的网络教育公共效劳体系。在面向效劳的数字教育资源平安整合过程中，资源之间频繁的互操作跨越了自治权限的边界，平安需求广泛。设计一个全局的平安架构来屏蔽异构平台差异，构建动态协作的平安环境以支持优质教育资源增值共享，是SOA环境下教育资源建立迫切需要解决的问题，也是难点问题。本文提出了一种面向效劳的数字教育资源平安整合框架Service Oriented E-learning Resource Secure positionHierarchical Framework，SERSHF模型，分析了数字教育效劳资源整合的平安需求，对SERSH

4、F模型每个层的功能进展了详细论述，并给出了SERSHF在数字教育应用中的系统实现。一 数字教育效劳资源整合的平安需求1多粒度定制数字教育效劳资源平安整合在开放松散耦合环境下实现，用户依照业务流程BPEL所设定的教学逻辑按序每个资源。该过程不仅涉及分布式教育效劳资源拥有者的权益保障，也涉及资源合成整体的规授权。如何实现单域的控制和多域动态授权之间的协调，这种多粒度定制的特点必须反映于数字教育效劳资源平安整合框架之中。2自治资源平安机制独立自治资源平安机制独立保障用户对教育效劳资源容的合理使用，平衡教育资源创作者和社会共享之间的利益均衡。每一个被整合资源的提供者都是自治的实体，他们对自己的资源必须

5、具有自主管理权。资源整合框架需要确保资源容只能被授权用户使用，用户对效劳资源容的只在许可的围进展。在跨域的协同应用中，整合资源的平安不能以牺牲资源提供者自治控制权为代价。3跨系统的一致性集成不同的提供者对教育资源的控制程度存在差异，在数字教育资源协同会话的整个生命周期，即使对每个被整合资源系统的策略都加以正确地规定，策略之间的交互作用仍可能导致冲突，引起不一致的系统行为。平安整合框架必须适应效劳资源集成的动态特性，实现跨系统的一致性集成，保证资源整合系统的强健性和可靠性。4框架可伸缩数字教育资源效劳平安整合框架不仅要支持现有的应用，将各种已有的分布式教育效劳资源聚合在一起时，其解决方案和体系构

6、造也必须是可扩展的，以兼容新的平安技术和规。当有新技术需要部署或者增加时，不需要对现有平安框架进展大量修改，实现可伸缩的和整合。二 数字教育效劳资源平安整合框架1 SERSHF模型的层级与功能在前面数字教育效劳资源整合的平安需求分析的根底上，依据教育资源系统开发理论，本文提出基于SOA的数字教育效劳资源平安整合层次框架Service Oriented E-learningResource Secure position Hierarchical Framework，SERSHF模型，如图1所示。SERSHF采用分层构造实现教育效劳资源的有序组织和资源平安整合的知识建构，从下至上分为资源管理层、

7、资源整合层、平安管理层和应用层。1资源管理层网络资源建立是我国教育信息化战略的核心组成局部，国家投入了大量的人力、物力和财力。经过多年开展，已经建立起了网络媒体素材、网络题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型在线资源。在SERSHF中，资源管理层利用Web效劳技术把现有的异构网络教育资源封装为效劳，通过WSDL语言对外规化描述资源效劳接口，具有高度可集成性。无论是CORBA、D还是.d*z*./jiaoyujiao*ue/shidelunwen/E系统都可以通过标准的Web效劳协议进展互操作。具体实现方式是借助SOAP消息与特定协议绑定来完成，如HTTP、SMTP以及对JMS封装等。

8、平安策略通过*ML细粒度定义资源约束，实现自治平安机制描述和执行机制相别离，便于资源平安存取的快速响应。平安效劳Agent处理效劳资源整合的绑定请求，同时通过WS-Seeurity规保证教育资源SOAP消息通信过程中的数据性、完整性以及不可否认性。2资源整合层资源整合层通过应用业务流程BPEL的并行、顺序、选择和循环控制活动，依据教学步骤及教学设计谋略，编排和规划被整合教育效劳资源的调用顺序，形象地将各教学知识点之间的联系表现在整合资源之中。BPEL业务流程引擎解释资源整合流程设计，根据教学设计逻辑有序绑定分布式资源，进展资源导航，并对教育效劳资源协同共享的整个生命周期进展管理和维护。质量控制

9、模块从多维度监测系统满足学习者需求的能力，如扩展性、并发处理、响应时间、吞吐量、准确性等，使资源整合应用能获得QoS保障的运行环境。消息管理模块监控资源之间数据的平安传递和路由，完成系统基于SOAP消息的知识架构。为方便用户对整合资源的一站式，消息管理模块基于SAML令牌在多个资源提供者之间实现用户身份和平安信息的传递。事务管理模块实现资源效劳的自适应协调，在用户可承受的代价围进展事务回滚或继续操作，确保资源整合应用的完整性和可靠性。流程管理模块则用于优化资源整合应用，实现目标流程实例的匹配、执行、协调和更新。3平安管理层平安管理层承上启下，是SERSHF模型的核心。它对上实现用户整合教育资源

10、的一站式授权管理，对下实现自治效劳资源授权策略的一致性协同，到达从整合资源平安消费到自治资源整合的多粒度定制，从而形成了“平安驱动业务、业务驱动资源的分布式资源协同平安效劳格局。策略的协同管理从自治效劳资源角度出发，解决多平安机制的有效协同问题。通过整合资源控制策略一致检测，SERSHF在数字教育资源协同应用的整个生命周期，进展自治资源平安规则的完整性约束检查和冲突发现。当被整合资源的控制策略之间出现冲突时，通过控制策略可信推导，模型提取影响资源整合的控制策略非一致的规则并进展消解，实现策略之间冲突的解决，保障资源跨平安域应用的一致性集成。业务流程授权管理从整合效劳资源角度出发，解决学习用户对

11、整合资源的合法性授权问题。业务流程授权约束把所整合的教育资源看作一个整体，从集成整体的角度定义用户对整合资源的授权围和平安等级的上下。流程授权建模对整合资源业务流程活动之间基于分工性、依赖性和交互性授权的协同及其有序约束关系进展描述。流程信任会话在授权描述和建模模块的支持下，确保整合的教育效劳资源只被合法授权用户按规定权限。4应用层应用层是用户消费基于效劳的平安整合教育资源的桥梁，它响应界面层的用户请求，为资源用户实现友好的知识效劳界面和系统平安管理接口，提供交互应用、资源展示、平台接入、资源新闻发布、知识宣传等多项功能。应用层建立了知识效劳与用户消费之间的联系，以集成的方式提供广泛的知识资源

12、和多种多样的个性化效劳，方便用户的“一站式知识获取和交流。学习者可以通过应用层信息门户进入学习环境，按照自身的个性化需求选择适宜的集成学习资源，以完成由多个分布式优质平安资源依据教学设计思想整合而形成的系列课程学习。2 SERSHF模型的特点1提供了教育效劳资源平安集成的全景视图。针对面向效劳的数字教育资源平安整合问题，分层构造使资源开发人员可根据不同的应用需求选择不同平安功能模块，从而更加专注于资源整合的实现。.d*z*./jiaoyujiao*ue/zhijiaolunwen/SERSHF模型简化了资源平安部署和开发的过程，提高了平安开发的复用性、灵活性和系统开发效率，有助于发挥SOA技术

13、在数字教育资源应用中的整体效应，为资源不同层次的平安协同共享和集成应用奠定了体系构造根底。2兼顾多方面平安需求。教育效劳资源的增值平安融合是多个分布式优质资源的集成，也是每个资源创作者经历的积累和心血的凝聚。SERSHF模型在保障自治资源平安机制独立的前提下，从全局角度对资源之间的平安协作进展细粒度管理。通过业务流程授权管理，SERSHF模型将解决融合BPEL流程活动执行的动态控制，使用户对分布式数字教育资源的能够规、非破坏性地进展。在保证资源质量的前提下尽可能发挥优质资源的社会价值，从构造上保障优质资源的共建共享和持续创新。3具有良好的可伸缩性。SERSHF模型从技术方面给出面向效劳架构环境

14、下，一种更高层次的可共享、可重构、可扩大、可定制的数字教育资源平安整合构造。新的平安技术和规可以很方便地融入该模型，便于数字教育资源平安整合开发人员在数字教育效劳资源的平安整合规划中兼顾目前需求和未来开展。三 SERSHF模型的实现依托省教育科学“十二五规划课题“鼓励调制视域下分布式数字教育效劳资源平安共享机制研究，SERSHF模型已在实践应用环境中成功实施。模型实现的框架系统如图2所示。系统由以下几个核心局部组成：身份认证效劳器、平安执行模块、平安管理模块包括策略协同管理和流程授权管理两个子模块、BPEL引擎、教育效劳资源平安策略库和BPEL流程活动状态信息库等。下面对系统的执行过程进展介绍

15、。1在整合教育效劳资源之前，用户首先向身份认证效劳器证实自己的身份。获得认证信息之后，向平安执行模块发送资源请求。2平安执行模块利用数字签名对用户身份进展合法性验证，假设用户合法，平安执行模块将用户请求传递给平安管理模块。3在教育效劳资源平安策略库的支持下，策略协同管理模块对自治资源的平安策略进展一致性判断；在BPEL流程活动状态信息库的支持下，流程授权管理模块对业务流程活动授权的合理性进展判断。如果策略协同管理模块和流程授权管理模块中至少一个可判断为“否，则拒绝用户请求，并将请求信息返回给用户：假设策略协同管理模块和流程授权管理模块可判断都为“是，系统将授权平安执行模块根据用户请求启动BPEL引擎执行资源整合效劳。4BPEL引擎为资源整合提供质量控制、消息管理、事务管理和流程管理支持。它与基于Web效劳的分布式教育资源建立运行时会话，并将整合资源通过平安执行模块提供应用户。在整合资源过程中，BPEL引擎还将监控业务流程活动的运行时状态信息并动态存储在BPEL流程活动状态信息库中，便于系统动态管理整