--- title: 利用python实现BIBA模型 date: 2018-11-16 15:35:27 tags: - 模型实现 - python - 访问控制 categories: "理论学习" --- # 基于python语言的BIBA模型图形界面实现 ## 实验目的： 1. **查阅资料，了解biba安全模型的相关知识** 2. **通过编程实现基于biba模型的完整性访问控制，进一步掌握biba模型的规则** 3. **使用python语言实现，熟练pyqt的图形界面设计方法** ------------- ## 实验环境： * 操作系统：Windows10 * 工具版本：python3.7，pyqt5 ------------- ## 实验原理： #### 什么是安全模型 * 系统的元素 > 具有行为能力的主体 > 不具有行为能力的客体 * 系统的操作行为 > 可以执行的命令：读、写、执行 * 对系统行为的约束方式 > 对行为的控制策略 * 模型从抽象层次规定了系统行为和约束行为的方式 * 模型往往用状态来表示 > 系统行为所依赖的环境 > 行为对系统产生的效果 #### biba完整性模型： * 完整性威胁问题 > 完整性的威胁就是一个子系统在初始时刻认为不正常的修改行为； > 来源：内部&外部； > 类型：直接&间接 |外部的直接 |外部的间接|内部的直接|内部的间接 |-----|--------|------|-------| |外部系统恶意地篡改另一个系统的数据或程序|一个外部系统插入恶意的子程序|修改自己的代码|修改自己的指针| * biba模型的完整性定义 >完整性级别高的实体对完整性低的实体具有完全的支配性，反之如果一个实体对另一个实体具有完全的控制权，说明前者完整性级别更高，这里的实体既可以是主体也可以是客体。 >完整性级别和可信度有密切的关系，完整级别越高，意味着可信度越高。 * biba模型的规则 - [ ] 对于写和执行操作，有如下规则： > **写规则控制** 当且仅当主体S的完整性级别大于或等于客体O的完整性级别时，主体S可以写客体O,一般称之为**上写**。 > **执行操作控制** 当且仅当主体S2的完整性级别高于或等于S1,主体S1可以执行主体S2。 - [ ] 关于读操作，有不同的控制策略： > **低水标模型** 任意主体可以读任意完整性级别的客体，但是如果主体读完整性级别比自己低的客体时，主体的完整性级别将为客体完整性级别，否则，主体的完整性级别保持不变。 > **环模型** 不管完整性级别如何，任何主体都可以读任何客体 > **严格完整性模型** 这个模型对读操作是根据主客体的完整性级别严格控制的，即只有完整性级别低或相等的主体才可以读完整性级别高的客体，称为**下读** **一般都是指毕巴严格完整性模型，总结来说是上写、下读** ------------ ## 实验内容： ### 用户登录实现 **核对用户输入的账户密码与存储的是否匹配** ![login](https://github.com/Cool-Y/BIBA-model/blob/master/img/login.PNG) * 从用户输入框获取账户和密码 * 检查输入信息是否合法（为空） * 从password.txt中获取，并保存在列表listFromLine中 * 检查输入的账户是否存在 * 若存在，检查对应的密码是否正确 * 若正确，判断是管理员还是普通用户，并跳转相应的界面 ```python def checkPass(self): nameIn = self.lineEdit.text() passwdIn = self.lineEdit_2.text() md5 = hashlib.md5() md5.update(passwdIn.encode("utf-8")) passwdIn = md5.hexdigest() if (nameIn == '') or (passwdIn == ''): QMessageBox.warning(self, "警告", "账号和密码不能为空", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() print(nameIn, passwdIn) fr = open('./etc/passwd.txt') arrayofLines = fr.readlines() numberofLines = len(arrayofLines) for line in arrayofLines: line = line.strip() listFromLine = line.split(':') name = listFromLine[0] if name == nameIn: numberofLines = -1 passwd = listFromLine[1] if passwd == passwdIn: group = listFromLine[2] print("\n登录成功!\n") if name == 'root': print('root登录') rootUI.show() MainWindow.close() else: urName = nameIn mainUI.lineEdit.setText(urName) mainUI.lineEdit_2.setText(group) mainUI.show() MainWindow.close() else: QMessageBox.warning(self, "警告", "密码错误！", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() fr.close() return 0 ``` -------------- ### 管理员功能实现 **管理员可以对用户进行增、删、查的操作** ![login](https://github.com/Cool-Y/BIBA-model/blob/master/img/rootUI.PNG) #### 增加用户的实现 > - 获取管理员输入的用户名、密码和用户等级 > - 将明文密码转换为md5值 > - 判断输入的账户是否已经存在以及是否为空 > - 如果没有问题，将其存入passwd.txt的末尾 ```python def adduser(self): print('开始添加') name = self.lineEdit_4.text() passwd = self.lineEdit_6.text() md5 = hashlib.md5() md5.update(passwd.encode("utf-8")) passwd = md5.hexdigest() group = self.comboBox.currentText() self.name = name if self.euxit(): if name == '' or passwd == '': QMessageBox.warning(self, "警告", "账号和密码不能为空", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() else: cur_path = os.getcwd() filename = cur_path + '/etc/passwd.txt' fi = open(filename, 'r+') str = name + ':' + passwd + ':' + group + '\n' print('成功增加用户' + str + '\n') fi.seek(0, 2) fi.write(str) fi.close() else: QMessageBox.warning(self, "警告", "用户已存在", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() ``` #### 查询已有用户的实现 >从passwd.txt中逐行读出 ![login](https://github.com/Cool-Y/BIBA-model/blob/master/img/existUser.PNG) ```python def readuser(self): print('readuser') cur_path = os.getcwd() filename = cur_path + '/etc/passwd.txt' fo = open(filename) arrayofLines = fo.readlines() names = '' for line in arrayofLines: line = line.strip() listFromLine = line.split(':') names = names + listFromLine[0] + '\n' self.textEdit.setPlaceholderText(names) ``` #### 删除用户的实现 >从passwd.txt中逐行读出用户名，并与待删除用户比较，如果相同，则删除该行 ```python def rmuser(self): print(1) cur_path = os.getcwd() filename = cur_path + '/etc/passwd.txt' rmName = self.lineEdit.text() with open(filename, 'r',encoding="utf-8") as r: lines = r.readlines() lenl = len(lines) with open(filename, 'w',encoding="utf-8") as w: for line in lines: l = line.strip() listFromLine = l.split(':') if rmName == listFromLine[0]: print('删除用户' + rmName) continue if line == '\n': print('find换行') line = '' w.write(line) ``` ---------- ### 普通用户功能实现 **普通用户可以完成对合法权限文件的读取、增加内容（上写下读）以及创建文件的操作** ![login](https://github.com/Cool-Y/BIBA-model/blob/master/img/normal.PNG) #### 读取文件内容 > 双击文件名 > 获取选中文件和当前用户的完整性级别 > 如果用户的级别低于文件，则读取文件内容 ```python def readfile(self): dict = self.getGrade() fgrade = str(dict[self.file_path]) ugrade = self.lineEdit_2.text() if ugrade >= fgrade: print(ugrade+ ' 正在读取 '+fgrade) filename = self.file_path print(filename) fr = open(filename) lines = '' arrayofLines = fr.readlines() for line in arrayofLines: lines += line self.textEdit.setText(lines) print('读取成功\n') else: QMessageBox.warning(self, "警告", "您的用户等级太高", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() ``` #### 增加文件内容 > 双击文件名 > 获取选中文件和当前用户的完整性级别 > 如果用户的级别高于文件，则写入文件内容 ```python def writefile(self): dict = self.getGrade() fgrade = dict[self.file_path] ugrade = self.lineEdit_2.text() print(ugrade + ' 正在写入 ' + fgrade) if ugrade <= fgrade: filename = self.file_path str = self.textEdit.toPlainText() print(str) fo = open(filename, 'r+') fo.seek(0, 2) fo.write(str) else: QMessageBox.warning(self, "警告", "您的用户等级太低", QMessageBox.Yes) self.lineEdit.setFocus() ``` #### 创建文件 > 获取当前用户名和输入的文件名 > 在当前路径下创建名为用户名的文件 > 并对新创建的文件与用户等级建立字典，新文件路径为key，用户等级为value > 这个字典方便读写时判断等级高低 ```python def touchfile(self): urName = self.lineEdit.text() filename = self.lineEdit_4.text() cur_path = os.getcwd() new_path = os.path.join(cur_path + '/file', urName) print(urName) if os.path.exists(new_path) == False: os.mkdir(new_path) os.chdir(new_path) fr = open(filename, 'w') key = (new_path + '/' + filename).replace('\\', '/') fr.close() os.chdir(cur_path) fa = open('./etc/ac.txt', 'r') a = fa.read() if a == '': dict = {} else: dict = eval(a) dict[key] = self.lineEdit_2.text() fr = open('./etc/ac.txt', 'w') fr.write(str(dict)) fr.close() fa.close() ``` --------------