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本文介紹了物聯網平臺授權和訪問系統的設計，從用戶授權的介紹、訪問系統的基本設計思路到權限系統的設計過程，同時通過具體設計案例的分析，非常形象且詳細地介紹了物聯網平臺授權和訪問系統的設計方法，希望能對關注產品設計的你有所幫助。

一、基本概念

用戶授權是物聯網（IoT）管理平臺的關鍵組成部分。它是驗證用戶身份，確定其在平臺內功能權限和數據訪問權限的過程。在IoT管理平臺中，有幾個關鍵概念：

• 角色：用戶角色是根據用戶的職能或在平臺內的訪問級別對用戶進行分類的一種方式。例如，管理員可能比普通用戶具有更多的訪問權限。在IoT管理平臺中，可能會有幾種不同的用戶角色，包括管理員、設備管理員和數據分析員。每個角色都有一個特定的權限和訪問權限集，通常這些角色的權限以及訪問權限集由平臺管理員進行定義。
• 權限：權限是用戶在平臺內被允許執行的操作。這些權限通常根據用戶在平臺內的角色進行分配。例如，管理員可能具有創建和刪除設備的權限，而普通用戶可能只能查看設備數據。
• 認證方法：認證是驗證用戶身份的過程。在IoT管理平臺中可以使用幾種不同的認證方法，包括密碼、生物識別和雙因素認證。
• 授權模型：授權模型是用于確定如何將訪問控制策略應用于平臺內的用戶框架?？梢允褂脦追N不同的授權模型，包括基于角色的訪問控制（RBAC）、基于屬性的訪問控制（ABAC）和強制訪問控制（MAC）。
• 訪問控制列表（ACL）：訪問控制列表是根據用戶在平臺內的角色分配給用戶的權限集。這些列表定義了用戶在平臺內被允許執行的特定操作。ACL通常由平臺管理員創建和管理。

二、訪問控制模型

訪問控制模型是管理用戶訪問IoT管理平臺中功能權限和數據權限的框架。有幾種不同的訪問控制模型可供使用，每種模型都有其自身的優點和缺點。

1. 基于角色的訪問控制（RBAC）

基于角色的訪問控制（RBAC）是IoT管理平臺中最常用的訪問控制模型。在RBAC中，訪問控制策略基于用戶在平臺內的角色。用戶基于其工作職能或平臺內的訪問級別被分配到角色。
例如：在面向制造工廠的物聯網管理平臺中，管理員角色可以訪問平臺中的所有設備和數據，設備管理角色只能訪問他們管理的設備，數據分析師角色只能訪問他們需要用于分析的數據。

2. 基于屬性的訪問控制（ABAC）

基于屬性的訪問控制（ABAC）是在IoT管理平臺中使用的另一種訪問控制模型。在ABAC中，訪問控制策略基于用戶、設備和被訪問數據的屬性。屬性可能包括用戶角色、設備位置、數據敏感性和其他因素。ABAC比RBAC更加靈活，因為它可以考慮多個屬性來進行訪問控制決策。然而它更難以實現和管理，這使得它不如RBAC流行。

3. 強制訪問控制（MAC）

MAC是一種高度限制的訪問控制模型，通常用于安全至關重要的環境中。在MAC中，訪問控制策略由集中的安全策略定義，確定哪些用戶可以訪問哪些設備和數據。訪問權限基于用戶的安全許可和被訪問數據的敏感性來授予，用戶僅被授權訪問他們明確被授權訪問的設備和數據。
MAC是最安全的訪問控制模型，但它也是最復雜和難以實現的。它通常僅在安全風險很高的高度安全的環境中使用。例如：在面向政府機構的物聯網管理平臺中，對敏感數據的訪問可能僅限于具有最高機密級別的安全許可用戶，并且對某些設備的訪問可能僅限于具有特定職能的用戶。

三、權限系統設計

權限系統是物聯網管理平臺的關鍵組成部分。權限系統包括用戶授權和訪問控制，確保只有經過授權的用戶可以訪問平臺內的內容和數據。

1. 訪問控制策略

訪問控制策略是確保只有授權用戶才可以訪問平臺資源，和執行特定操作的主要機制。

定義訪問控制要求：設計訪問控制策略的第一步是定義平臺的具體訪問控制要求。

選擇訪問控制模型：RBAC訪問控制模型提供了一種靈活和可擴展的方式來管理用戶對設備和數據的訪問，比較適合智能家居IoT平臺。在這種模型中，訪問控制基于用戶角色，這些角色由平臺管理員定義。

實施訪問控制策略：選擇了訪問控制模型后，就需要在平臺內實施訪問控制策略。包括定義用戶角色、分配角色權限、創建訪問控制列表和實施身份驗證等操作。

• 創建用戶帳戶：用戶注冊創建用戶賬戶；
• 定義用戶角色：平臺管理員將根據平臺的需求定義多個用戶角色。
• 分配角色權限：每個用戶角色將被分配一組權限，用于定義他們可以在平臺內執行的操作。
• 創建訪問控制列表（ACL）：ACL將用于定義哪些用戶可以訪問平臺內的特定設備和數據。將為平臺內的每個設備和數據類型創建ACL。
• 實施身份驗證：用戶必須使用用戶名和密碼進行身份驗證才能訪問平臺。平臺將使用多因素身份驗證，以確保只有授權用戶可以訪問平臺。

監視用戶活動：訪問控制策略實施后，重要的是監視平臺內的用戶活動。這包括定期審核訪問日志和用戶活動報告，以確保用戶只訪問他們已被授權訪問的設備和數據。

定期審核訪問控制策略：定期審核和更新平臺內的訪問控制策略，包括評估策略的有效性、確定需要改進的策略，并根據需要進行更改，以確保平臺保持安全并符合相關法規。

2. 身份驗證和授權

認證和授權協議是物聯網管理平臺的基礎組成部分，有助于確保只有授權用戶才能夠訪問平臺以及執行適當的操作。認證是指驗證用戶身份的過程，而授權是指確定用戶在平臺中具有的訪問權限。常用的認證和授權協議包括OAuth、OpenID Connect和SAML。

其中OAuth適用于需要向第三方應用程序授予臨時訪問權限的IoT平臺，而OpenID Connect適用于需要簡化用戶身份驗證和增強安全功能的平臺。 SAML適用于需要身份驗證機制的靈活性和對各種應用程序支持的平臺。

3. 日志以及監控

監控用戶活動對于維護IoT平臺的安全和隱私至關重要，在IoT平臺中有幾種監控用戶活動的方法：

• 日志記錄：系統自動記錄用戶活動記錄以及異常記錄，例如登錄嘗試、設備訪問和數據請求，以跟蹤用戶行為并檢測任何可疑活動。
• 審計追蹤：通過創建審計追蹤，平臺可以跟蹤用戶活動，使管理員能夠識別用戶行為以及異常行為。
• 警報和通知：平臺也可以配置生成警報或通知，當發生某些事件時，如登錄嘗試失敗、訪問敏感數據或不尋常的用戶行為。
• 行為分析：通過分析用戶行為和活動模式，平臺可以實時識別潛在的安全威脅或異常情況，并采取適當的措施來降低風險。

四、產品設計案例

下面舉一個使用RBAC訪問控制模型設計的IOT平臺權限管理系統案例。

1. 產品結構

IOT平臺權限管理系統主要關鍵步驟：

主要包括以下幾個方面：

• 賬戶體系：這是權限系統的基礎，負責存儲用戶賬戶信息，包括用戶名、密碼、郵箱等等。賬戶體系還負責處理用戶注冊、登錄和密碼重置等流程。
• 訪問控制策略：這是權限系統的核心，用于控制用戶對系統中各種資源（如設備和數據）的訪問權限。訪問控制策略分為功能權限和數據權限兩種，功能權限用于控制用戶對系統中各種功能的訪問權限，數據權限用于控制用戶對系統中各種數據的訪問權限。

• 日志：日志是權限系統用于記錄用戶操作的重要手段，用于對用戶進行審計和監控。權限系統需要記錄所有的用戶登錄、注銷、權限變更等操作，以便在出現問題時進行溯源。
• 監控：監控是權限系統用于分析日志數據的手段，用于檢測潛在的安全問題和異常操作。權限系統需要能夠將日志數據進行聚合和分析，以便進行風險識別和實時響應。

2. 應用程序接入

應用程序接入是指授權應用程序連接到IoT平臺并使用其功能和數據的過程。在這個過程中，權限系統必須確保只有授權的應用程序可以連接到平臺，并根據其角色和權限進行訪問。

（1）應用程序管理

應用程序管理是權限系統的一個重要組件，它可以幫助管理員管理系統中的應用程序，包括添加、編輯、刪除和授權等操作。以下是一些常見的應用程序管理功能：

• 應用程序注冊：管理員可以向系統中注冊應用程序，以便授權用戶訪問。
• 應用程序編輯：管理員可以對已經注冊的應用程序進行編輯，包括修改應用程序名稱、描述、圖標等信息。
• 應用程序授權：管理員可以向用戶或用戶組授權訪問應用程序。授權可以基于角色、組織、部門等。
• 應用程序刪除：管理員可以刪除已經注冊的應用程序，以及與之相關的授權和配置信息。
• 應用程序版本管理：管理員可以管理系統中的應用程序版本，包括添加、編輯、刪除和授權等操作。
• 應用程序統計：管理員可以查看系統中每個應用程序的使用情況，包括訪問量、訪問頻率、用戶群體等信息，以便于對應用程序進行優化。

（2）菜單管理

菜單管理是權限系統中的一個關鍵組件，它可以控制用戶在系統中看到哪些菜單和選項，從而確保他們只能訪問其具備權限的功能和數據。在一個基于RBAC模型的IoT管理平臺中，菜單管理需要支持以下功能：

• 菜單的創建和編輯：管理員應該能夠創建新的菜單，并在需要時對其進行編輯。菜單應該包括可見名稱、菜單項鏈接和訪問菜單項所需的角色。
• 菜單項的角色分配：管理員應該能夠為每個菜單項指定一個或多個角色，以確定哪些用戶能夠訪問該菜單項。
• 菜單的可見性：根據用戶的角色和權限，應該能夠動態地確定哪些菜單和菜單項對用戶可見。
• 菜單的層次結構：菜單應該能夠以層次結構的形式組織，以便用戶可以輕松地導航到他們需要的功能和數據。
• 菜單的權限驗證：當用戶嘗試訪問一個菜單項時，系統應該驗證該用戶是否具有訪問該菜單項所需的角色和權限。
• 菜單的審計跟蹤：菜單管理應該記錄和跟蹤用戶對菜單項的訪問，并提供審計日志以支持符合合規性和監管要求。

3. 訪問控制策略

訪問控制策略是指定義用戶如何訪問系統和資源的規則和限制。在IoT平臺中，訪問控制策略可以分為兩類：功能權限和數據權限。

（1）機構部門

機構部門是指一個組織內部的各個部門、分支機構、辦事處等，通常是根據業務功能、地理位置、人員組織等因素進行劃分。在權限系統中，機構部門常常被用來作為權限控制的一個維度。通過將用戶分配到不同的機構部門，可以限制他們能夠訪問的資源范圍，從而實現細粒度的權限控制。機構部門也可以被用來作為角色的一部分，例如，某個部門的經理可以被授予更高的權限，以便他能夠管理該部門內的其他員工的權限。

在權限系統中，通常會使用樹形結構來組織機構部門，其中每個部門都是樹中的一個節點，每個節點可以有多個子節點。這樣可以方便地對機構部門進行層級管理，并且可以通過繼承機制來簡化權限分配的過程。例如，可以將某個部門的權限繼承自其上級部門，從而減少權限設置的工作量。

（2）成員管理

成員管理是指管理系統中的用戶，包括添加、刪除、修改和查看用戶的信息。在基于RBAC的權限系統中，成員管理非常重要，因為它是分配和管理角色和權限的基礎。下面是一些與成員管理相關的內容：

• 添加用戶：管理員可以通過輸入必要的用戶信息（如用戶名、密碼、電子郵件、電話等）添加新用戶。
• 刪除用戶：管理員可以刪除不再需要訪問系統的用戶。這將防止這些用戶繼續訪問系統，從而提高系統的安全性。
• 修改用戶信息：管理員可以修改用戶信息，如用戶名、密碼、電子郵件、電話號碼等。
• 查看用戶信息：管理員可以查看系統中所有用戶的信息，并根據需要進行篩選和排序。
• 分配角色：管理員可以為每個用戶分配一個或多個角色，以控制用戶可以訪問的數據和功能。在RBAC模型中，角色通常與職能或職位相關聯，因此角色分配應該根據用戶的職能和職位進行。
• 分配權限：管理員可以根據需要向角色授權，授予訪問特定數據或功能的權限。角色的權限應該與其相關的職能和職位相對應，以確保用戶只能訪問其工作職能所需的數據和功能。
• 導入/導出用戶信息：管理員可以使用批量導入/導出工具來添加、刪除和更新用戶信息。這可以幫助管理員更高效地管理大量用戶。

（3）權限管理

在RBAC模型中，權限管理通?；诮巧珌磉M行，每個角色被賦予一組權限，然后用戶被分配到一個或多個角色。這種模型有助于確保用戶只能訪問他們所需的資源和數據，并可以通過減少需要維護的權限，簡化管理過程。例如，在IoT平臺中，可以創建一個“管理員”角色，該角色具有完全訪問權限，而可以創建一個“普通用戶”角色，該角色只具有部分訪問權限。

功能權限：功能權限指的是用戶可以執行的操作或訪問的功能。它確保用戶只能訪問其所需的系統功能。下面是一些功能權限管理能力：

• 定義角色和權限：首先需要確定系統中不同角色的權限。根據用戶的職能和責任，將角色劃分為不同級別，然后確定每個角色需要訪問哪些功能。對于每個功能，可以分配一種權限（無權訪問、只讀訪問、讀寫訪問和完全訪問）。最后，將這些角色和相應的權限分配給系統中的每個用戶。
• 維護權限矩陣：為了更好地了解系統中每個角色和每個用戶的權限，可以創建一個權限矩陣。權限矩陣是一個包含所有系統功能和角色的表格。該表格列出了每個角色可以訪問哪些功能，以及每個用戶被分配的角色。
• 維護權限分配：每當用戶的職能或職位發生變化時，需要及時更新他們的權限。因此，建議定期審查用戶權限，并將更改記錄在權限矩陣中。如果員工離職或轉移，應及時刪除或轉移其權限。
• 實施最小特權原則：最小特權原則是指給用戶最小必要的權限，以執行其工作職責。這意味著，除了他們工作所需的功能外，他們將無法訪問系統中的任何其他數據或功能。這有助于降低安全風險和減少意外錯誤。
• 實施審計跟蹤：實施審計跟蹤是為了記錄用戶的操作，以及查明是否有未經授權的訪問或其他安全問題。管理員可以通過審計跟蹤工具監視系統中所有用戶的活動，并對發現的問題進行調查和解決。

數據權限：數據權限是指限制用戶對系統內數據的訪問權限。與功能權限不同，數據權限的作用范圍更為細致，可幫助保護敏感數據免受未經授權的訪問和更改。數據權限通?；谝韵聨讉€方面進行授權：

• 對象級別權限：該權限控制用戶是否可以訪問或修改特定數據對象。例如，只允許特定部門或角色的用戶查看或編輯特定客戶信息。
• 行級別權限：該權限控制用戶可以查看或操作哪些數據行。例如，只允許用戶查看自己創建的記錄或者與其相關的記錄。
• 列級別權限：該權限控制用戶可以查看或操作哪些數據列。例如，只允許用戶查看特定列中的數據，而其他列中的數據對其不可見。
• 數據屏蔽：該權限控制數據的可見性，以確保用戶只能查看其需要查看的數據。例如，在特定部門的用戶只能查看其所在部門的數據，而不能查看其他部門的數據。

數據權限的管理：這里介紹一下通過組織機構樹來控制數據的訪問范圍，數據權限管理通常包括以下步驟：

• 定義需要控制的數據類型：管理員需要定義需要受到權限控制的數據類型，例如客戶信息、交易數據等。
• 劃分數據范圍：管理員需要將需要受到權限控制的數據劃分為不同的數據訪問范圍。
• 確定組織樹的層次結構：首先需要確定組織樹的層次結構，例如公司級別、部門級別和員工級別等。
• 根據組織樹劃分數據范圍：對于需要受到權限控制的數據，可以根據組織樹將其劃分為不同的數據范圍。例如，公司級別數據訪問范圍可以分配給公司高層管理人員，部門級別數據訪問范圍可以分配給部門經理和相關員工訪問，而員工級別的訪問范圍數據可以分配給相關員工訪問，其中部門級別數據訪問范圍可以根據組織樹的部門進行劃分，不同的部門對應不同的數據訪問范圍，部門級別的數據訪問范圍可以訪問該部門節點下所有組織的數據訪問權限。
• 配置數據訪問權限：管理員需要定義哪些用戶或用戶組可以訪問每個數據范圍，例如員工選擇員工級別訪問數據范圍，公司高層管理人員選擇選擇公司級別訪問數據范圍。
• 配置數據權限：管理員需要將不同的數據訪問權限分配給不同的角色，例如管理員、銷售人員、客服人員等。
• 監控和審計：為了確保數據權限得到有效執行，需要對數據訪問進行監控和審計。這可以通過日志記錄、審計跟蹤等方式來實現，以檢測并防止未經授權的數據訪問。

4. 日志以及監控

日志記錄是記錄系統中發生的事件、操作和異常信息等的一種方式。在訪問控制策略系統中，日志記錄可以用于監控和審計系統的訪問情況，包括用戶登錄和操作記錄等，以便于管理者對系統的安全性進行評估和改進。具體來說，訪問控制策略系統中的日志記錄可以包括以下內容：

登錄日志：記錄用戶登錄系統的時間、IP地址、用戶名和登錄結果等信息。

異常日志：記錄系統出現異常情況時的相關信息（包括記錄系統中的安全事件），例如錯誤代碼、錯誤信息、異常類型、未經授權的訪問、惡意攻擊等。

操作日志：

記錄用戶在系統中的操作行為，包括操作時間、操作類型、操作對象等信息。