2024年3月19日发(作者：孛冬雪)
第２８卷第１２期
２０１１年ｌ２月
计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２０１１
ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引
李晓东 黄 浩 朱 皓杨卫东
（复旦大学计算机科学技术学院上海２００４３３）
摘要ＸＭＬ数据库的关键字检索简单易用，并且用户不必了解数据库的模式，近期受到人们的广泛关注。当前的相关研究主
要集中于关键字检索的算法以及返回结果的组织和排序，然而却忽视了关键字的安全访问控制问题。结合ＸＭＬ关键字搜索和
ＸＭＬ安全访问控制，提出一种新的建立于ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的访问控制规则ＳＲＡＣＰ（Ｓｃｈｅｍａ Ｒｏｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ），并在
ＳＲＡＣＰ规则的基础上建立安全的ＸＭＬ关键字检索的索引（ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ），包括：ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ的数据结构，ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的构建和
算法，以及如何利用ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ的建立进行ＳＳＬＣＡ的查询。最后通过实验证明该索引和ＳＳＬＣＡ查询算法的有效性。
关键词
中图分类号
关键字检索 Ｓｃｈｅｍａ访问控制规则 ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ ＳＬＣＡ ＳＳＬＣＡ
ＴＰ３９１．３ 文献标识码Ａ
ＡＣＣＥＳＳ ＣｏＮＴＲｏＬ ＰｏＬＩＣＹ ＡＮＤ ＩＮＤＥＸ ＯＦ ＸＭＬ ＫＥＹＷＯＲＤ ＳＥＡＲＣＨ
Ｌｉ Ｘｉａｏｄｏｎｇ Ｈｕａｎｇ Ｈａｏ Ｚｈｕ Ｈａｏ ｒａｎｇ Ｗｅｉｄｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｄａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＸＭＬ ｄａｔａｂａｓｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅｒｓ ｄｏ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｄａｔａｂａｓｅ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｉｔ ｉＳ ｗｉｄｅｌｙ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ．Ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ Ｏｎ ｔｈｉｓ ｉｓｓｕｅ ｍａｉｎｌｙ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ
ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｇａｎ￣ｓａｔ￣ｏｎ ａｎｄ ｓｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅ ｏｆ ｓｅｃｕｒｅ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｉｓ ｉｇｎｏｒｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＸＭＬ
ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ＸＭＬ ｓｅｃｕｒｅ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏ１．ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｎｅｗ Ｒｏｌｅ—ｂａｓｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ Ｏｎ
ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ（ＳＲＡＣＰ），ａｎｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ＳＲＡＣＰ，ｗｅ ｂｕｉｌｔ ａ ｓｅｃｕｒｅ ｉｎｄｅｘ ｆ０ｒ ＸＭＬ ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ（ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ）ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ．ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ．ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｃａｌＴｙ ｏｕｔ ＳＳＬＣＡ ｓｅａｒｃｈ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ．
Ｉｎｄｅｘ．Ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ，ｗｅ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｏｕｒ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ＳＳＬＣＡ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ Ｓｃｈｅｍａ ｒｏｌｅ・－ｂａｓｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｌｉｃｙ ＳＲＡＣＰ－・ｉｎｄｅｘ ＳＬＣＡ ＳＳＬＣＡ
实验性治疗（ｔｉｒ１）还是普通治疗（ｒａｅｇｕｌａｒ），护士看不到实验性
０引 言
ＸＭＬ技术的广泛应用使得ＸＭＬ关键字检索方法的研究也
得到了广泛关注 Ｊ。其中经典的一个是在一颗ＸＭＬ树上寻
找最小最低公共祖先（ＳＬＣＡ）的方法 。Ｊ，而所有的基于ＳＬＣＡ
方法实现的ＸＭＬ关键字检索都没有考虑到关键字检索的安全
问题。本文结合关键字检索和安全访问控制问题，提出一种新
的在Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的访问控制规则（ＳＲＡＣＰ）。同时在此基
治疗进行了哪些实验，但是却可以看到病人为自己进行的治疗
所付出的费用（ｂｉｌ１）和需要得到的药物（ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ）。
（４）对于没有显示定义出的访问控制规则，子节点继承了
父节点的可访问性。
Ｈｏｓｐｉｔａｌ
Ｉ’
ｄｅｐｔ
．
／
ｏｎ
ｉ＼．
础上建立基于角色的访问控制规则的索引（ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ），基于
ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ，我们提出一种新的ＳＳＬＣＡ检索算法可以在一遍计
ｌ
ｐａｔ ｉｅｎｔ
ｌ
ｓｌａｒｒ
算ＳＬＣＡ的过程中得出ＳＳＬＣＡ结果。
例１如图１所示的一个Ｈｏｓｐｉｔａｌ的ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ，基于这
个ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ我们可以得到图２的ＸＭＬ文档实例。
为了考虑关键字检索的安全性问题，我们用自然语言给
ｎｕｒｓｅ（护士）这个角色定义如下的访问控制规则：
（１）当护士登录系统的时候，护士只能看到他们所护理的
病人所在的部门。
－．・・‘一 ・
。
＼．
￣ｒｄＮｏ
ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ
。Ｉ．
ｎａｍｅ
．Ｉ
ｍａｊｏ ｔｒｉａｌ ｒｅｇｕｌａｒ
ｔｅｓｔ
／＼／＼
ｂ ｌ Ｌ
图１ ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ
（２）在（１）的基础上，护士可以看到所有病人的信息，但是
却不能知道病人是否经过临床试验（ｃｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａ１）。
（３）护士不知道当前自己护理的病人所得到的治疗方法是
收稿日期：２０１１—０５—０９。国家自然科学￣
统，Ｗｅｂ信息处理和Ｗｅｂ数据管理。
（６０７７３０７６）；上海市
重点项目（０８ＪＣ１４０２５００）。李晓东，硕士生，主研领域：数据库和知识系
６ 计算机应用与软件 ２０１１血
图２ ＸＭＬ文档树
假设当前ｗａｒｄＮｏ＝‘ｎ０９０２００１’的某个ｎｕｒｓｅ角色的用户登
录系统，提交三个关键字“ｗａｒｄＮｏ”，“Ｔｏｍ”，“ｔｕｍｏｒ”，得到四个
ＳＬＣＡ结果有，分别为：ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０），
ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０），而这四个结果中并不是每
个都满足例１中对ｎｕｒｓｅ用户所定义的安全规范，比如：ＳＬＣＡ节
点ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０）中子节点ｔｒａｌ（Ｏ．０．０．２．０．０．０）和ｔｅｓｔ（０．０．
０．２．０．０．０．０）是敏感信息，是不可被访问的节点；ＳＬＣＡ节点ｐａ—
ｔｉｅｎｔ（Ｏ．０．１．０）中子节点ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．０．０．０）是不可访问的，而
ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．０．０．０）节点的子节点又有可访问节点；ＳＬＣＡ节点
ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０）中ｗａｒｄＮｏ节点的值为‘ｎ０９０２００２’≠
‘
ｎ０９０２００１’。同样，其他的ＳＬＣＡ节点也存在同样的安全问题。
同时，当系统存在多角色用户的时候，本文提出新的访问控
制规则，可以为多角色用户建立索引，不同的角色可以利用索引
进行关键字检索。
本文的主要贡献如下：
・提出了新的建立于Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的安全访问规则
（ＳＲＡＣＰ）；
・给出ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ索引详细的数据结构；
・提出基于ＳＲＡＣＰ的的索引建立方法；
・提出新的查询ＳＳＬＣＡ的方法；
・举例说明如何使用索引进行ＳＳＬＣＡ检索；
・通过实验证明了新的的索引在检索ＳＳＬＣＡ方面的有效
性
１相关研究工作
这一节中我们主要从ＸＭＬ关键字检索和ＸＭＬ安全访问控
制两个方面来讨论本篇文章的相关研究工作。
（１）ＸＭＬ关键字检索对于ＸＭＬ数据库上的关键字搜索
来说，大部分研究都是基于ＳＬＣＡ的方法。文献［２—６］是其中
最有名的。文献［４］定义了一个ＭＬＣＡ（Ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ＬＣＡ）的概
念。而文献［６］则定义了一个互连关系的概念。实际上它们与
ＳＬＣＡ的概念相似。这些研究主要集中于关键字检索的算法和
返回结果的选择上，但是都没有考虑到的ＸＭＬ的安全性问题。
（２）ＸＭＬ安全访问控制基于ＸＭＬ安全访问控制的研究
有文献『１１—１８，２０—２２］，这些文章中的安全访问控制模式都
是定义一系列的安全说明 ” 来控制用户对ＸＭＬ数据的访
问，同时还提到了安全视图的概念。文献［２０—２２］中提出了一
种用三元组表示的更加细粒度的访问控制规则，这些访问控制
规则是实施在ＸＭＬ树的节点和属性节点上。这些研究主要都
是集中于ＸＭＬ数据进行安全访问控制的规则和方法上，而对
ＸＭＬ数据的访问都是通过结构化查询语句来实现的。
文献［１］在基于文献［１ １］的基础上提出了一种基于安全规
范的访问控制手段，解决了关键字检索的安全问题。文献『１］
的访问控制规则定义了这样一种语义：Ｓｃｈｅｍａ中当前节点不可
访问，则其所有子节点都不可访问。比如：图１所示的Ｓｃｈｅｍａ．
如果ｔｒｉａｌ节点不可访问，则其所有子节点ｔｅｓｔ和ｂｉｌｌ节点都不
可访问，但其实仍然存在子节点中某些节点可以被访问的情况。
因此，本文在文献［１］的基础上提出了一种新的访问控制规则
（ＳＲＡＣＰ）、建立新的索引（ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ）和新的ＳＳＬＣＡ查询算
法，处理了原有文章问题的同时还考虑了以下两个问题：①
Ｓｃｈｅｍａ中当前节点不可访问，而其子节点可访问；②基于多角
色的访问控制问题。
２相关概念和定义
定义１ Ｓｃｈｅｍａ访问控制规则ＳＲＡＣＰ（Ｓｃｈｅｍａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎ—
ｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ）。基于ＳＲＡＣＰ访问控制规则用一个四元组来表示：
（Ｓｕｂｊｅｃｔ，Ａｃｔｉｏｎ，Ｏｂｊｅｃｔ，Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）
其中Ａｃｔｉｏｎ∈（＋Ｒ，一Ｒ，＋ｒ，一ｒ，Ｃ）。Ｓｕｂｊｅｃｔ表示角色信息
（但是并不局限于此，还可用来存储用户ＩＤ，用户组等信息）。
Ａｃｔｉｏｎ表示用户的对节点的访问权限，比如：读，更新，删除，在
本文中我们只考虑读的情况；＋表示可以访问，一表示不可访
问，Ｒ表示当前节点的可访问性传递到所有子节点中，ｒ表示当
前节点的可访问性不能传递到子节点中，ｃ表示条件访问；＋Ｒ
表示当前节点和其所有子节点都可访问，一Ｒ表示当前节点和
其所有子节点都不可访问，＋／一ｒ表示节点的可访问（或不可
访问）但是不影响子节点的可访问性；Ｏｂｊｅｃｔ表示节点的路径和
条件信息，用ＸＰａｔｈ来表示；Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ表示当Ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ时，当前
节点是条件访问节点，Ｃｏｎｄｉｔｏｎ使用ＸＰａｔｈ来表示相关的条件
信息，当Ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ时，表示当前节点是不可访问节点且节点
的不可访问性不能传递，则Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ用ｄｕｍｍｙ节点来表示，说
明当前节点的ｔａｇ值要被ｄｕｍｍｙ节点取代。
定义２把例１中的安全规范进行转化，我们得到如下的
基于ＳＲＡＣＰ的安全访问规则ｓ（集合ｓ中包含了多条访问规
则，我们把条规则定义为Ｓ）：
ｓｌ：（ｎｕｒｓｅ，Ｃ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ＝￥ｗａｒｄＮｏ）
ｓ２：（ｎｕｌ￣ｅ，－ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｃｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ，ｄｕｍｍｙ）
ｓ３：（ｎｕｒｓｅ，－Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ／ｔｙｐｅ）
ｓ４：（ｎｕｒｓｅ，－Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｅａｌＴｒｉａｌ／ｄｕｒａｔｉｏｎ）
ｓ５：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｃｌｉｎｉｅａｌＴｒｉａｌ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆ）
ｓ６：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｓｔａｆｆＩｎｆｏ）
ｓ７：（ｎｕｒｓｅ，一ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｔｒｉａｌ，ｄｕｍｍｙ１）
ｓ８：（ｎｕｒｓｅ，一Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｔｉｒａｌ／ｔｅｓｔ）
ｓ９：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｅｒａｔｍｅｎｔ／ｔｉｒａｌ／ｂｉｌ１）
ｓｌ０：（ｎｕｒｓｅ，－ｒ，￥／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ，ｄｕｍｍｙ２）
ｓｌ １：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ／ｂｉｌ１）
ｓ１２：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ／ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ）
其他的相关概念和定义请参见文献［１］。
第１２期 李晓东等：ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引 ７
３基于ＳＲＡＣＰ的索引建立
３．１基于ＳＲＡＣＰ的索引的元素结构
传统的基于倒排索引的索引结构已经不能满足基于安访问
控制的ＸＭＬ关键字检索技术，因此我们提出了新的基于
ＳＲＡＣＰ的索引结构ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ，ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的主题思想还是
使用倒排索引，但是ｖａｌｕｅ部分存储的不再是ｄｅｗｅｙＮｏ，而是经
过扩展后的结构，如图３的ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ类定义结构，这种结构
不但能够存储计算ＳＬＣＡ所需要的相关信息，还能够记录角色
信息和安全访问信息。
Ｃｌａｓｓ ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ｛ Ｃｌａｓｓ ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ｛
Ｓｔｒｉｎｇ ｄｅｗｅｙＮ￣ Ｓｔｒｉｎｇ ｒｏｌｅ；
ＴｒｅｅＮｏｄｅ ｔｎｏｄｅ４ Ｓｔｒｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ；
Ｌｉｓｔ＜ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ＞ｓｌｉｓｔ；Ｌｉｓｔ＜Ｏｂｊｅｃｔ＞ｌｉｓｔ；
｝ ）
图３ ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ结构
我们为索引中的每个元素Ｖ维护信息结构如下：
（１）节点的Ｄｅｗｅｙ编码，我们用Ｖ．ｄｅｗｅｙＮｏ表示。
（２）当前ｄｅｗｅｙＮｏ所对应的ＸＭＬ文档树节点，我们用
ｔｎｏｄｅ表示。
（３）ｓｌｉｓｔ表示节点的访问控制信息，是一个ＳＲＡＣＰＩ￣ｏ类
型的列表，可以存储多角色的信息。我们用Ｖ．ｓｌｉｓｔ表示。
（４）节点的角色信息，存储在ＳＲＡＣＰＩ￣ｏ类型的节点中，我
们用Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ｒｏｌｅ来表示当前节点对当前角色具有某些访问控
制信息。
（５）节点的可访问性，我们用Ｖ．ｓｌｉｔ．ａｃｔｉｏｎ表示。
①如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｒ，则当前ＳＲＡＣＰＩＭｏ节点的ｌｉｓｔ
＝
｛Ｎ｝，表示当前ｄｅｗｅｙＮｏ的节点不可访问，并且其所有子节点
都不可访问，比如图２中的ｔｅｓｔ（０．０．０．２．０．０．０．０）节点。
②如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，则ｌｉｓｔ＝｛Ｎ，ｄｕｍｍｙ｝，表示当
前节点不可访问，但是其可能有可访问的子节点，当我们把结果
展示给用户的时候，以当前ｄｅｗｅｙＮｏ所表示的ＸＭＬ树节点的
ｔａｇ值要被ｄｕｍｍｙ取代，来表示当前节点不可访问性，比如图２
中ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１）节点下的ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．１．０．０）是不可访问
节点，而ｒｅｇｕｌｒａ（０．０．１．１．０．０）下有可访问的子节点，因此当
ＳＬＣＡ节点ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１）被返回给用户时ｒｅｕｇｌａｒ（０．０．１．１．
０．０）将用ｄｕｍｍｙ节点来替代。
③如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｃ，表示当前节点是条件访问节
点，ｌｉｓｔ中存放的是与这个条件访问节点条件相关的所有节点的
ｄｅｗｅｙＮｏ，比如：ｈｏｓｐｉｔａｌ下的ｄｅｐｔ节点（／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ）与其条件
相关的节点是所有ｐａｔｉｅｎｔ节点下的ｗａｒｄＮｏ节点（ ／ｐａｔｉｅｎｔ／
ｗａｒｄＮｏ），因此，对于节点ｄｅｐｔ（０．０），其ｌｉｓｔ＝｛０．０．０．２．０．１，
０．０．１．０．１，０．０．１．１．１，０．０．２．０．０．０｝。
３．２基于ＳＩ ＣＰ的索引构建
我们使用ＳＡＸ解析器来解析ＸＭＬ文档，使用基于树的深
度优先的遍历算法来ｄｅｗｅｙ编码的计算，以及ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ结构
中其他相关变量的记录。图４是算法的伪代码。
算法流程如下：
（１）每遇到一个ＸＭＬ文档树节点ｎ，我们都为当前节点生
ＡＩｇｏｒｉｔｈｍ １
Ｉｎｐ￣：ｓｏｕｒｃｅ ＸＭＬ ｒｔｅｅ ｉｔ’Ｓ ｒｏｏｔ ｎｏｄｅ ＳＲＡＣＰ Ｓ
Ｏｕｔｐｕｔ：ＳＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ
，ｄｅｗｅｙＮｏ＝Ｏ：
Ｆ ｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｃｕｒｓｉｖｅＴｒａｖｅｒｓｅ（Ｎｏｄｅ Ｉ１，Ｎｏｄｅ ｐ）
／件艮据父节点来计算子节点的ｄｅｗｅｙ编码
ａ ｄｅｗｅｙＮｏ＝ｃｏｍｐｕｔｅＤｅｗｅｙＮｏＦｒｏｍＰＮｏｄｅ（ｐ）；
／／使用当前节点ｎ的ｄｅｗｅｙ编码生成ＳＡＣＰ节点
ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ Ｖ＝ｃｆｅａｔｅＳＲＡＣＰＮ０ｄ。ｆ）：
Ｖ．ｄｅｗｅｙＮｏ＝ｎ ｄｅｗｅｙＮｏ；
懒得当前用户的角色信息
ｆｏｒｅｖｅｒｙ ｒｏｌｅｉｎｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ
Ｉ ＳＲＡＣＰｉｎｆｏＶ’＝ｃｒｅａｔｅＳＲＡＣＰＩｎｆｏ０；
Ｉ ｖ＇．ｒｏｌｅ＝ｇｅｔＣｕｒｒＲｏｌｅ０；
ｌ ／／获取当前ｘｍｌ树节点的路径信息
ｌ Ｓｔｒｉｎｇｐａｔｈ＝ｇｅｔＰａｈｔＯｆＣｕｒｒＮｏｄｅ（ｎ）
Ｉ ，／通过当前ｘＭＬ书叶节点的路径信息获取对应的ＳＡＣＰ规则
Ｉ ｓＲＡｃＰ Ｓ＝ｇｅｔＳＲＡＣＰＦｒｏｍＳｅｔ（ｐａｔｈ）；
ｌ ｖ＇．ａｃｔｉｏｎ＝ｓ．Ａｃｔｉｏｎ；
Ｉ ｊｆ（ｓ．Ａｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｔｈ”－Ｒ”）
Ｉ Ｉ ｖ’．¨ｓｔ＝｛’Ｎ．｝；
ｌ ｉｆ（ｓ．Ａｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｈｔ”一ｒ”）
Ｉ Ｉ Ｖｔ＂ｌｉｓｔ＝｛ Ｎｔ’ｖｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎ｝；
Ｉ ｉｆ（ｓＡｃｆｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｔｈ”Ｃ”）
ｌ Ｉ ａｄｄ ｎ＇ｓ ａｌｌ ｃｏｎｄｉｉｔｏｎａｌｌｙ ｒｅｌａｔｉｖｅｎｏｄｅｓｔｏ ｖ’．１ｉｓｔ；
Ｉ ，，把当前角色的安全的信息ｖ伽入到ＳＡＣＰＮｏｄｅ的节点Ｖ的ｓｌｉｓｔ中
ｌ Ｖ ｓｌｉｓｔ．ｄａｄ（ｖ）；
ｄＣｕｒｒＮｏｄｅｌｎｆｏＴｏＳＲＡＣＰＩｎｄｅ：￣ｎ，ｖ）
Ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｈｉｌｄｒｅｎ ｎｏｄｅ ｗ ｏｆｎ
Ｉ ｒｅｃｕｒｓｉｖｅＴｒａｖｅｒｓｅ（ｗｌ，ｎ）；
图４算法１
把结果记录在节点Ｖ对应的ｄｅｗｅｙＮｏ域。
（２）获取用户的角色信息，同时对不同的角色都生成一个
ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ节点ｖ ，同时把角色信息记录在ｖ ．ｒｏｌｅ域。
（３）获取当前角色ＸＭＬ树节点ｎ到ＸＭＬ树跟节点的路径
信息，然后从为当前角色所定义的ＳＲＡＣＰ的安全访问规则集合
ｓ中寻找是否有跟当前节点路径所匹配的规则Ｓ。如果有，则查
看ｓ的Ａｃｔｉｏｎ域：
①如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ：一Ｒ，则记录ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｒ，同时记录
ｖ ．１ｉｓｔ＝｛Ｎ｝。表示当前ｄｅｗｅｙＮｏ的节点不可访问，并且其所有
子节点都不可访问。
②如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，则记录ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，同时记录ｖ ．
１ｉｓｔ＝｛Ｎ，Ｓ，Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ｝。表示当前节点不可访问，但是其可能有
可访问的子节点，当我们把结果展示给用户的时候，以当前
ｄｅｗｅｙＮｏ所表示的ＸＭＬ树节点的ｔａｇ值要被Ｓ．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ值取
代，来表示当前节点不可访问性。
③如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ，表示当前节点是条件访问节点，记录
ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ，同时记录ｖ ．１ｉｓｔ的相关值。记录规则如下：
取Ｓ的Ｏｂｊｅｃｔ和Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ域，这时Ｏｂｊｅｃｔ和Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ域都
是使用基于Ｓｃｈｅｍａ的ＸＰａｔｈ来表示的，我们取两条ＸＰａｔｈ路径
的最低公共祖先Ｍ（节点Ｍ的类型是Ｓｃｈｅｍａ节点），则与当前
ＸＭＬ树节点ｎ条件相关的节点肯定在与Ｓｃｈｅｍａ节点Ｍ相对于
的ＸＭＬ树节点的子节点中。例：如图２所示，当ＳＡＸ解析器解
析到ｄｅｐｔ（Ｏ．０）节点时发现跟定义２中的第一条规则ｓｌ匹配，
我们取ｓ１．Ａｃｔｉｏｎ＝／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ，ｓ１．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ＝ ／ｐａｔｉｅｎｔ／
ｄＮｏ，根据图１所示的Ｓｃｈｅｍａ，￥／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ路径可以
表示为／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆｏ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ
和／ｈｏｓｐ ｉｔｌａ／ｄｅｐｔ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆｏ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ，而这两条Ｓｃｈｅｍａ
路径跟／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ路径的最低公共祖先是ｄｅｐｔ节点，也Ｎ／
成一个对应的ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ节点Ｖ，同时计算节点ｎ的ｄｅｗｅｙ编
码，
ｗａｒ
第１２期 李晓东等：ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引 ９
以得到如下的ｄｅｗｅｙ编码ｗａｒｄｎｏ＝［０．０．０．２．０．１，０．０．１．０．１，
率为１０００．１５００次的关键字进行实验，基于关键字个数的不同，
０．０．１．１．１。０．０．２．０．０．０］，ｔｕｍｏｒ＝［０．０．０．０．０，０．０．０．２．０．０．
我们分别对Ｔｌ、Ｔ：、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５这五个数据集比较了文献［２］中的
０．０．０．０．０．１．０．０．０．１．０，０．０．１．１．０．０．１．０，０．０．２．０．０．２．０，０．
ＳＣＬＡ方法和ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法在执行效率上的差异，实验结果
０．２．１．０．１ ０１，ｔｏｍ＝［０．０．０。２．０．２．０，０．０．１．０．２．０，０．０．１．１．
如图１１、图１２中所示。
２．０．０．０．２．０．０．１．０，０．０．２．１．０．０．０］我们先对“ｗｏｒｄＮｏ”和
图１１中可以得出用ＳＩＬ方法寻找ＳＳＬＣＡ结果所用的时间会
“ｔｕｍｏｒ”两个关键字节点通过子过程ｇｅｔＳＳＬＣＡ（）找出ＳＬＣＡ节
随着数据集的增大而增加，因为随着数据集的增大ＳＬＣＡ结果增
点，分别为ｐａｔｉｅｎｔ（ｏ．０．０．２．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．
加了，这必然导致寻找ＳＳＬＣＡ的结果的时间也相应的增加。我
１．１），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０），每得到的ＳＬＣＡ节点都是被安全规则
们把寻找ＳＳＬＣＡ时间与寻找ＳＬＣＡ时间相减来进行比较。
处理过的，如图１０的四个ＸＭＬ文档片段。
图１２中我们使用ｔｉｍｅ（ＳＬＣＡ）、ｔｉｍｅ（ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ）分别表示
夕
使用计算ＳＬＣＡ和计算ＳＳＬＣＡ的时间，图中显示了当数据集比
较小的时候，对于关键字个数的不同，两者相减的时间间隔不会
随着关键字个数的不同而变化太大，而在数据集较大的时间这
ｄｕｍｍｙ２
／
ｎ０９０２００２
｝
Ｔｏｍ２
Ｉ
种变化就比较明显。
ｂｉｌｌ
／＼
ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ
０ｎ１．０ ０ ０ ０ ０ ０ｌ ０ ０ ０１
２０００．
ｌ
００ ｌｕｍｏｌ－ｍｅｓ
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ｌｉｅｍ￣ｌ
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２０００Ｏ０ ｔｕｍｏｒｍｅｄｉｃｉｎｅ２
０
涩潴 １０ ０船 ０ ｃ０ｌｉｌｎ０ｉ２ｃａｌ０
（ａ）ＳＣＬＡ方法执行效率随关键字和数据集变化趋势
图１０安全规则处理后的ＸＭＬ片段
再对这四个经过安全规则处理后的ＳＬＣＡ节点通过ｇｅｔＳＳＬ－
ＣＡ（）子过程，继续跟关键字“ｔｏｍ”计算ＳＬＣＡ，得到的结果跟以
上四个相同。
当对所有的关键字都计算完ＳＬＣＡ后，我们通过调用算法２
的ｓｅｃｕｒｅＳＬＣＡ（）过程，发现ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０）节点不包含所
有关键字，ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０）节点不满足条件，因为ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．
１．０）节点下的ｗａｒｄＮｏ的值为‘ｎ０９０２００２’不等于‘ｎ０９０２００１’，
而只有ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．Ｉ），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０）这两个节点是满足
所有安全规则的，因此系统返回经过安全规则处理的ＳＬＣＡ片
段为最后的ＳＳＬＣＡ结果。
当不同角色的用户登录到系统中时，我们的索引也包含了
（ｂ）ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法执行效率随关键字和数据集变化趋势
其他角色的安全访问信息。对于ｓｌｉｓｔ域为空的节点表示所有
图１Ｉ ＳＬＣＡ和ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法执行效率
角色的用户都能访问。通过遍历ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ可以为不同角色
随关键字和数据集变化趋势比较
不可访问和条件访问节点建立子过程ｇｅｔＳＳＬＣＡ（）中的使用到
的排序的Ｂ＋树索引，然后用例２中同样方法，我们仍然可以查
询到基于不同角色用户的ＳＳＬＣＡ结果。
５实验
我们实验环境的配置是：ＣＰＵ为Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｄｕａｌ—Ｃｏｒｅ Ｅ５３００
２．６０ＧＨｚ，内存为２Ｇ。基于新提出的ＳＲＡＣＰ规则和基于
ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的索引，我们用Ｊａｖａ分别实现了ＸＫＳｅａｒｃｈ 中的
ＩＬ方法和文献［１］中的ＳＩＬ方法，对这两个方法主要在查询效
图１２ ｔｉｍｅ（ＳＬＣＡ）一ｔｉｍｅ（ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ）参数
率上做了比较。
随着关键字和数据集变化趋势比较
（１）ＸＭＬ数据集使用ＩＢＭ的ＸＭＬ文档生成工具 基
于我们自己的Ｓｃｈｅｍａ（如图２所示）生成五个不同的数据集Ｔ．
６结语
（２．４Ｍ）、Ｔ２（４．１Ｍ）、Ｔ３（６．１Ｍ）、Ｔ４（８．９Ｍ）、Ｌ（１１．８Ｍ）。
（２）查询效率实验中，我们随机选择在数据集中出现频
本文在原有文章的基础上做了进一步的深入，提出了新的
ｌ０ 计算机应用与软件 ２０１１点
基于Ｓｃｈｅｍａ的访问控制规则（ＳＲＡＣＰ），以及在此基础上建立
ｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ＸＰａｔｈ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆｔｈｅ９ｔｈ ＡＣＭ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｃ．
ｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＳＡＣＭＡＴ）．Ｙｏｒｋｔｏｗｎ Ｈｅｉｇｈｔｓ，
完整的基于安全访问控制规则的索引，并利用新的索引进行
ＳＳＬＣＡ检索。同时我们通过实验证明了索引的有效性。
参考文献
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［１８］
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［１９］ Ａｎｇｅｌ Ｌｕｉｓ Ｄｉａｚ，Ｄｏｕｇｌａｓ Ｌｏｖｅｌ１．ＸＭＬ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ［ＯＬ］．１９９９—９．ｈｔ—
ｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｌｐｈａｗｏｒｋｓ．ｉｂｍ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈ／ｘｍｌｇｅｎｅｒａｔｏｒ．
［２Ｏ］
Ｎａｉｚｈｅｎ Ｑｉ，Ｍｉｃｈｉｈａｒｎ Ｋｕｄｏ．Ａｃｃｅｓｓ－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ－Ｔａｂｌｅ－Ｄｒｉｖｅｎ Ａｃｃｅｓｓ
Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＸＭＬ Ｄａｔａｂａｓｅｓ．ＥＳＯＲＩＣＳ［ｃ］／／ＬＮＣＳ ３１９３，２００４：１７—
３２．
［２１］
Ｎａｉｚｈｅｎ Ｑｉ，Ｍｉｃｈｉｈａｒｕ Ｋｕｄｏ．Ｔｒｅｅ－ｂａｓｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｆｏｒ ＸＭＬ Ｄａｔａｂａｓｅｓ［Ｃ］／／ＤＥＷＳ，２００５．
［２２］
Ｍａｋｏｔｏ Ｍｕｔａｔａ，Ａｋｉｈｉｋｏ Ｔｏｚａｗａ，Ｍｉｃｈｉｈａｒｕ Ｋｕｄｏ，ｅｔ ａ１．ＸＭＬ Ａｃｃｅｓｓ
Ｃｏｎｔｏｒｌ Ｕｓｉｎｇ Ｓｔａｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，２００６，９（３）：２９２—３２４．
（上接第４页）
过沉浸式显示系统展示游戏画面。实验结果表明，沉浸式客户
端能实时展示沉浸式游戏画面，且相对Ｓｌａｖｅ节点数具有良好的
可伸缩性。未来我们将增加框架对三维交互设备（如三维鼠
标、数据手套等）的支持，提升玩家的沉浸式体验。
参考文献
［１］Ｂｏｕｒｋｅ Ｐ Ｄ．Ｉｍｍｅｒｓｉｖｅ ｇａｍｉｎｇ：ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ［ＯＬ］．［２０１１—０３—
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［５］Ｃｒｕｚ—Ｎｅｉｒａ Ｃ，Ｓａｎｄｉｎ Ｄ Ｊ，ＤｅＦａｎｔｉ Ｔ Ａ．Ｓｕｒｒｏｕｎｄ ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｏｊｅｅｔｉｏｎ—
ｂａｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ：ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＣＡＶＥ
［Ｃ］／／ＡＣＭ ＳＩＧＧＲＡＰＨ ９３ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，１９９３：１３５—１４２．
［６］Ｂｒｏｗｎ Ｍ，Ｍａｊｕｍｄｅｒ Ａ，Ｙａｎｇ Ｒ．Ｃａｍｅｒａ－ｂａｓｅｄ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
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ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｃａｌａｂｌｅ ｍｕｈｉｐｌａｙｅｒ ｏｎｌｉｎｅ ｇａｍｅｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ．ＮｅｔＧａｍｅｓ
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［１０］Ｐａｎｔｅｌ Ｌ，Ｗｏｌｆ Ｌ Ｃ．Ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅａｄ ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ
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2024年3月19日发(作者：孛冬雪)
第２８卷第１２期
２０１１年ｌ２月
计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２０１１
ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引
李晓东 黄 浩 朱 皓杨卫东
（复旦大学计算机科学技术学院上海２００４３３）
摘要ＸＭＬ数据库的关键字检索简单易用，并且用户不必了解数据库的模式，近期受到人们的广泛关注。当前的相关研究主
要集中于关键字检索的算法以及返回结果的组织和排序，然而却忽视了关键字的安全访问控制问题。结合ＸＭＬ关键字搜索和
ＸＭＬ安全访问控制，提出一种新的建立于ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的访问控制规则ＳＲＡＣＰ（Ｓｃｈｅｍａ Ｒｏｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ），并在
ＳＲＡＣＰ规则的基础上建立安全的ＸＭＬ关键字检索的索引（ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ），包括：ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ的数据结构，ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的构建和
算法，以及如何利用ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ的建立进行ＳＳＬＣＡ的查询。最后通过实验证明该索引和ＳＳＬＣＡ查询算法的有效性。
关键词
中图分类号
关键字检索 Ｓｃｈｅｍａ访问控制规则 ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ ＳＬＣＡ ＳＳＬＣＡ
ＴＰ３９１．３ 文献标识码Ａ
ＡＣＣＥＳＳ ＣｏＮＴＲｏＬ ＰｏＬＩＣＹ ＡＮＤ ＩＮＤＥＸ ＯＦ ＸＭＬ ＫＥＹＷＯＲＤ ＳＥＡＲＣＨ
Ｌｉ Ｘｉａｏｄｏｎｇ Ｈｕａｎｇ Ｈａｏ Ｚｈｕ Ｈａｏ ｒａｎｇ Ｗｅｉｄｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｄａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＸＭＬ ｄａｔａｂａｓｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅｒｓ ｄｏ ｎｏｔ ｈａｖｅ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｄａｔａｂａｓｅ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｉｔ ｉＳ ｗｉｄｅｌｙ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ．Ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ Ｏｎ ｔｈｉｓ ｉｓｓｕｅ ｍａｉｎｌｙ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ
ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｇａｎ￣ｓａｔ￣ｏｎ ａｎｄ ｓｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅ ｏｆ ｓｅｃｕｒｅ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｉｓ ｉｇｎｏｒｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＸＭＬ
ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ＸＭＬ ｓｅｃｕｒｅ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏ１．ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｎｅｗ Ｒｏｌｅ—ｂａｓｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ Ｏｎ
ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ（ＳＲＡＣＰ），ａｎｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ＳＲＡＣＰ，ｗｅ ｂｕｉｌｔ ａ ｓｅｃｕｒｅ ｉｎｄｅｘ ｆ０ｒ ＸＭＬ ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ（ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ）ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ．ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ．ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｃａｌＴｙ ｏｕｔ ＳＳＬＣＡ ｓｅａｒｃｈ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＳＲＡＣＰ．
Ｉｎｄｅｘ．Ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ，ｗｅ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｏｕｒ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ＳＳＬＣＡ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｋｅｙｗｏｒｄ ｓｅａｒｃｈ Ｓｃｈｅｍａ ｒｏｌｅ・－ｂａｓｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｌｉｃｙ ＳＲＡＣＰ－・ｉｎｄｅｘ ＳＬＣＡ ＳＳＬＣＡ
实验性治疗（ｔｉｒ１）还是普通治疗（ｒａｅｇｕｌａｒ），护士看不到实验性
０引 言
ＸＭＬ技术的广泛应用使得ＸＭＬ关键字检索方法的研究也
得到了广泛关注 Ｊ。其中经典的一个是在一颗ＸＭＬ树上寻
找最小最低公共祖先（ＳＬＣＡ）的方法 。Ｊ，而所有的基于ＳＬＣＡ
方法实现的ＸＭＬ关键字检索都没有考虑到关键字检索的安全
问题。本文结合关键字检索和安全访问控制问题，提出一种新
的在Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的访问控制规则（ＳＲＡＣＰ）。同时在此基
治疗进行了哪些实验，但是却可以看到病人为自己进行的治疗
所付出的费用（ｂｉｌ１）和需要得到的药物（ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ）。
（４）对于没有显示定义出的访问控制规则，子节点继承了
父节点的可访问性。
Ｈｏｓｐｉｔａｌ
Ｉ’
ｄｅｐｔ
．
／
ｏｎ
ｉ＼．
础上建立基于角色的访问控制规则的索引（ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ），基于
ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ，我们提出一种新的ＳＳＬＣＡ检索算法可以在一遍计
ｌ
ｐａｔ ｉｅｎｔ
ｌ
ｓｌａｒｒ
算ＳＬＣＡ的过程中得出ＳＳＬＣＡ结果。
例１如图１所示的一个Ｈｏｓｐｉｔａｌ的ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ，基于这
个ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ我们可以得到图２的ＸＭＬ文档实例。
为了考虑关键字检索的安全性问题，我们用自然语言给
ｎｕｒｓｅ（护士）这个角色定义如下的访问控制规则：
（１）当护士登录系统的时候，护士只能看到他们所护理的
病人所在的部门。
－．・・‘一 ・
。
＼．
￣ｒｄＮｏ
ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ
。Ｉ．
ｎａｍｅ
．Ｉ
ｍａｊｏ ｔｒｉａｌ ｒｅｇｕｌａｒ
ｔｅｓｔ
／＼／＼
ｂ ｌ Ｌ
图１ ＸＭＬ Ｓｃｈｅｍａ
（２）在（１）的基础上，护士可以看到所有病人的信息，但是
却不能知道病人是否经过临床试验（ｃｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａ１）。
（３）护士不知道当前自己护理的病人所得到的治疗方法是
收稿日期：２０１１—０５—０９。国家自然科学￣
统，Ｗｅｂ信息处理和Ｗｅｂ数据管理。
（６０７７３０７６）；上海市
重点项目（０８ＪＣ１４０２５００）。李晓东，硕士生，主研领域：数据库和知识系
６ 计算机应用与软件 ２０１１血
图２ ＸＭＬ文档树
假设当前ｗａｒｄＮｏ＝‘ｎ０９０２００１’的某个ｎｕｒｓｅ角色的用户登
录系统，提交三个关键字“ｗａｒｄＮｏ”，“Ｔｏｍ”，“ｔｕｍｏｒ”，得到四个
ＳＬＣＡ结果有，分别为：ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０），
ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０），而这四个结果中并不是每
个都满足例１中对ｎｕｒｓｅ用户所定义的安全规范，比如：ＳＬＣＡ节
点ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０）中子节点ｔｒａｌ（Ｏ．０．０．２．０．０．０）和ｔｅｓｔ（０．０．
０．２．０．０．０．０）是敏感信息，是不可被访问的节点；ＳＬＣＡ节点ｐａ—
ｔｉｅｎｔ（Ｏ．０．１．０）中子节点ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．０．０．０）是不可访问的，而
ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．０．０．０）节点的子节点又有可访问节点；ＳＬＣＡ节点
ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０）中ｗａｒｄＮｏ节点的值为‘ｎ０９０２００２’≠
‘
ｎ０９０２００１’。同样，其他的ＳＬＣＡ节点也存在同样的安全问题。
同时，当系统存在多角色用户的时候，本文提出新的访问控
制规则，可以为多角色用户建立索引，不同的角色可以利用索引
进行关键字检索。
本文的主要贡献如下：
・提出了新的建立于Ｓｃｈｅｍａ上基于角色的安全访问规则
（ＳＲＡＣＰ）；
・给出ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ索引详细的数据结构；
・提出基于ＳＲＡＣＰ的的索引建立方法；
・提出新的查询ＳＳＬＣＡ的方法；
・举例说明如何使用索引进行ＳＳＬＣＡ检索；
・通过实验证明了新的的索引在检索ＳＳＬＣＡ方面的有效
性
１相关研究工作
这一节中我们主要从ＸＭＬ关键字检索和ＸＭＬ安全访问控
制两个方面来讨论本篇文章的相关研究工作。
（１）ＸＭＬ关键字检索对于ＸＭＬ数据库上的关键字搜索
来说，大部分研究都是基于ＳＬＣＡ的方法。文献［２—６］是其中
最有名的。文献［４］定义了一个ＭＬＣＡ（Ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ＬＣＡ）的概
念。而文献［６］则定义了一个互连关系的概念。实际上它们与
ＳＬＣＡ的概念相似。这些研究主要集中于关键字检索的算法和
返回结果的选择上，但是都没有考虑到的ＸＭＬ的安全性问题。
（２）ＸＭＬ安全访问控制基于ＸＭＬ安全访问控制的研究
有文献『１１—１８，２０—２２］，这些文章中的安全访问控制模式都
是定义一系列的安全说明 ” 来控制用户对ＸＭＬ数据的访
问，同时还提到了安全视图的概念。文献［２０—２２］中提出了一
种用三元组表示的更加细粒度的访问控制规则，这些访问控制
规则是实施在ＸＭＬ树的节点和属性节点上。这些研究主要都
是集中于ＸＭＬ数据进行安全访问控制的规则和方法上，而对
ＸＭＬ数据的访问都是通过结构化查询语句来实现的。
文献［１］在基于文献［１ １］的基础上提出了一种基于安全规
范的访问控制手段，解决了关键字检索的安全问题。文献『１］
的访问控制规则定义了这样一种语义：Ｓｃｈｅｍａ中当前节点不可
访问，则其所有子节点都不可访问。比如：图１所示的Ｓｃｈｅｍａ．
如果ｔｒｉａｌ节点不可访问，则其所有子节点ｔｅｓｔ和ｂｉｌｌ节点都不
可访问，但其实仍然存在子节点中某些节点可以被访问的情况。
因此，本文在文献［１］的基础上提出了一种新的访问控制规则
（ＳＲＡＣＰ）、建立新的索引（ＳＲＡＣＰ—Ｉｎｄｅｘ）和新的ＳＳＬＣＡ查询算
法，处理了原有文章问题的同时还考虑了以下两个问题：①
Ｓｃｈｅｍａ中当前节点不可访问，而其子节点可访问；②基于多角
色的访问控制问题。
２相关概念和定义
定义１ Ｓｃｈｅｍａ访问控制规则ＳＲＡＣＰ（Ｓｃｈｅｍａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎ—
ｔｒｏｌ Ｐｏｌｉｃｙ）。基于ＳＲＡＣＰ访问控制规则用一个四元组来表示：
（Ｓｕｂｊｅｃｔ，Ａｃｔｉｏｎ，Ｏｂｊｅｃｔ，Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）
其中Ａｃｔｉｏｎ∈（＋Ｒ，一Ｒ，＋ｒ，一ｒ，Ｃ）。Ｓｕｂｊｅｃｔ表示角色信息
（但是并不局限于此，还可用来存储用户ＩＤ，用户组等信息）。
Ａｃｔｉｏｎ表示用户的对节点的访问权限，比如：读，更新，删除，在
本文中我们只考虑读的情况；＋表示可以访问，一表示不可访
问，Ｒ表示当前节点的可访问性传递到所有子节点中，ｒ表示当
前节点的可访问性不能传递到子节点中，ｃ表示条件访问；＋Ｒ
表示当前节点和其所有子节点都可访问，一Ｒ表示当前节点和
其所有子节点都不可访问，＋／一ｒ表示节点的可访问（或不可
访问）但是不影响子节点的可访问性；Ｏｂｊｅｃｔ表示节点的路径和
条件信息，用ＸＰａｔｈ来表示；Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ表示当Ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ时，当前
节点是条件访问节点，Ｃｏｎｄｉｔｏｎ使用ＸＰａｔｈ来表示相关的条件
信息，当Ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ时，表示当前节点是不可访问节点且节点
的不可访问性不能传递，则Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ用ｄｕｍｍｙ节点来表示，说
明当前节点的ｔａｇ值要被ｄｕｍｍｙ节点取代。
定义２把例１中的安全规范进行转化，我们得到如下的
基于ＳＲＡＣＰ的安全访问规则ｓ（集合ｓ中包含了多条访问规
则，我们把条规则定义为Ｓ）：
ｓｌ：（ｎｕｒｓｅ，Ｃ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ＝￥ｗａｒｄＮｏ）
ｓ２：（ｎｕｌ￣ｅ，－ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｃｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ，ｄｕｍｍｙ）
ｓ３：（ｎｕｒｓｅ，－Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ／ｔｙｐｅ）
ｓ４：（ｎｕｒｓｅ，－Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｅａｌＴｒｉａｌ／ｄｕｒａｔｉｏｎ）
ｓ５：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｃｌｉｎｉｅａｌＴｒｉａｌ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆ）
ｓ６：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ，／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｓｔａｆｆＩｎｆｏ）
ｓ７：（ｎｕｒｓｅ，一ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｔｒｉａｌ，ｄｕｍｍｙ１）
ｓ８：（ｎｕｒｓｅ，一Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｔｉｒａｌ／ｔｅｓｔ）
ｓ９：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｅｒａｔｍｅｎｔ／ｔｉｒａｌ／ｂｉｌ１）
ｓｌ０：（ｎｕｒｓｅ，－ｒ，￥／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ，ｄｕｍｍｙ２）
ｓｌ １：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ／ｂｉｌ１）
ｓ１２：（ｎｕｒｓｅ，＋Ｒ， ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｒｅｇｕｌａｒ／ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ）
其他的相关概念和定义请参见文献［１］。
第１２期 李晓东等：ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引 ７
３基于ＳＲＡＣＰ的索引建立
３．１基于ＳＲＡＣＰ的索引的元素结构
传统的基于倒排索引的索引结构已经不能满足基于安访问
控制的ＸＭＬ关键字检索技术，因此我们提出了新的基于
ＳＲＡＣＰ的索引结构ＳＲＡＣＰ．Ｉｎｄｅｘ，ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的主题思想还是
使用倒排索引，但是ｖａｌｕｅ部分存储的不再是ｄｅｗｅｙＮｏ，而是经
过扩展后的结构，如图３的ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ类定义结构，这种结构
不但能够存储计算ＳＬＣＡ所需要的相关信息，还能够记录角色
信息和安全访问信息。
Ｃｌａｓｓ ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ｛ Ｃｌａｓｓ ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ｛
Ｓｔｒｉｎｇ ｄｅｗｅｙＮ￣ Ｓｔｒｉｎｇ ｒｏｌｅ；
ＴｒｅｅＮｏｄｅ ｔｎｏｄｅ４ Ｓｔｒｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ；
Ｌｉｓｔ＜ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ＞ｓｌｉｓｔ；Ｌｉｓｔ＜Ｏｂｊｅｃｔ＞ｌｉｓｔ；
｝ ）
图３ ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ结构
我们为索引中的每个元素Ｖ维护信息结构如下：
（１）节点的Ｄｅｗｅｙ编码，我们用Ｖ．ｄｅｗｅｙＮｏ表示。
（２）当前ｄｅｗｅｙＮｏ所对应的ＸＭＬ文档树节点，我们用
ｔｎｏｄｅ表示。
（３）ｓｌｉｓｔ表示节点的访问控制信息，是一个ＳＲＡＣＰＩ￣ｏ类
型的列表，可以存储多角色的信息。我们用Ｖ．ｓｌｉｓｔ表示。
（４）节点的角色信息，存储在ＳＲＡＣＰＩ￣ｏ类型的节点中，我
们用Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ｒｏｌｅ来表示当前节点对当前角色具有某些访问控
制信息。
（５）节点的可访问性，我们用Ｖ．ｓｌｉｔ．ａｃｔｉｏｎ表示。
①如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｒ，则当前ＳＲＡＣＰＩＭｏ节点的ｌｉｓｔ
＝
｛Ｎ｝，表示当前ｄｅｗｅｙＮｏ的节点不可访问，并且其所有子节点
都不可访问，比如图２中的ｔｅｓｔ（０．０．０．２．０．０．０．０）节点。
②如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，则ｌｉｓｔ＝｛Ｎ，ｄｕｍｍｙ｝，表示当
前节点不可访问，但是其可能有可访问的子节点，当我们把结果
展示给用户的时候，以当前ｄｅｗｅｙＮｏ所表示的ＸＭＬ树节点的
ｔａｇ值要被ｄｕｍｍｙ取代，来表示当前节点不可访问性，比如图２
中ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１）节点下的ｒｅｇｕｌａｒ（０．０．１．１．０．０）是不可访问
节点，而ｒｅｇｕｌｒａ（０．０．１．１．０．０）下有可访问的子节点，因此当
ＳＬＣＡ节点ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．１）被返回给用户时ｒｅｕｇｌａｒ（０．０．１．１．
０．０）将用ｄｕｍｍｙ节点来替代。
③如果Ｖ．ｓｌｉｓｔ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｃ，表示当前节点是条件访问节
点，ｌｉｓｔ中存放的是与这个条件访问节点条件相关的所有节点的
ｄｅｗｅｙＮｏ，比如：ｈｏｓｐｉｔａｌ下的ｄｅｐｔ节点（／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ）与其条件
相关的节点是所有ｐａｔｉｅｎｔ节点下的ｗａｒｄＮｏ节点（ ／ｐａｔｉｅｎｔ／
ｗａｒｄＮｏ），因此，对于节点ｄｅｐｔ（０．０），其ｌｉｓｔ＝｛０．０．０．２．０．１，
０．０．１．０．１，０．０．１．１．１，０．０．２．０．０．０｝。
３．２基于ＳＩ ＣＰ的索引构建
我们使用ＳＡＸ解析器来解析ＸＭＬ文档，使用基于树的深
度优先的遍历算法来ｄｅｗｅｙ编码的计算，以及ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ结构
中其他相关变量的记录。图４是算法的伪代码。
算法流程如下：
（１）每遇到一个ＸＭＬ文档树节点ｎ，我们都为当前节点生
ＡＩｇｏｒｉｔｈｍ １
Ｉｎｐ￣：ｓｏｕｒｃｅ ＸＭＬ ｒｔｅｅ ｉｔ’Ｓ ｒｏｏｔ ｎｏｄｅ ＳＲＡＣＰ Ｓ
Ｏｕｔｐｕｔ：ＳＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ
，ｄｅｗｅｙＮｏ＝Ｏ：
Ｆ ｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｃｕｒｓｉｖｅＴｒａｖｅｒｓｅ（Ｎｏｄｅ Ｉ１，Ｎｏｄｅ ｐ）
／件艮据父节点来计算子节点的ｄｅｗｅｙ编码
ａ ｄｅｗｅｙＮｏ＝ｃｏｍｐｕｔｅＤｅｗｅｙＮｏＦｒｏｍＰＮｏｄｅ（ｐ）；
／／使用当前节点ｎ的ｄｅｗｅｙ编码生成ＳＡＣＰ节点
ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ Ｖ＝ｃｆｅａｔｅＳＲＡＣＰＮ０ｄ。ｆ）：
Ｖ．ｄｅｗｅｙＮｏ＝ｎ ｄｅｗｅｙＮｏ；
懒得当前用户的角色信息
ｆｏｒｅｖｅｒｙ ｒｏｌｅｉｎｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ
Ｉ ＳＲＡＣＰｉｎｆｏＶ’＝ｃｒｅａｔｅＳＲＡＣＰＩｎｆｏ０；
Ｉ ｖ＇．ｒｏｌｅ＝ｇｅｔＣｕｒｒＲｏｌｅ０；
ｌ ／／获取当前ｘｍｌ树节点的路径信息
ｌ Ｓｔｒｉｎｇｐａｔｈ＝ｇｅｔＰａｈｔＯｆＣｕｒｒＮｏｄｅ（ｎ）
Ｉ ，／通过当前ｘＭＬ书叶节点的路径信息获取对应的ＳＡＣＰ规则
Ｉ ｓＲＡｃＰ Ｓ＝ｇｅｔＳＲＡＣＰＦｒｏｍＳｅｔ（ｐａｔｈ）；
ｌ ｖ＇．ａｃｔｉｏｎ＝ｓ．Ａｃｔｉｏｎ；
Ｉ ｊｆ（ｓ．Ａｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｔｈ”－Ｒ”）
Ｉ Ｉ ｖ’．¨ｓｔ＝｛’Ｎ．｝；
ｌ ｉｆ（ｓ．Ａｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｈｔ”一ｒ”）
Ｉ Ｉ Ｖｔ＂ｌｉｓｔ＝｛ Ｎｔ’ｖｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎ｝；
Ｉ ｉｆ（ｓＡｃｆｉｏｎ ｅｑｕａｌｓＷｉｔｈ”Ｃ”）
ｌ Ｉ ａｄｄ ｎ＇ｓ ａｌｌ ｃｏｎｄｉｉｔｏｎａｌｌｙ ｒｅｌａｔｉｖｅｎｏｄｅｓｔｏ ｖ’．１ｉｓｔ；
Ｉ ，，把当前角色的安全的信息ｖ伽入到ＳＡＣＰＮｏｄｅ的节点Ｖ的ｓｌｉｓｔ中
ｌ Ｖ ｓｌｉｓｔ．ｄａｄ（ｖ）；
ｄＣｕｒｒＮｏｄｅｌｎｆｏＴｏＳＲＡＣＰＩｎｄｅ：￣ｎ，ｖ）
Ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｈｉｌｄｒｅｎ ｎｏｄｅ ｗ ｏｆｎ
Ｉ ｒｅｃｕｒｓｉｖｅＴｒａｖｅｒｓｅ（ｗｌ，ｎ）；
图４算法１
把结果记录在节点Ｖ对应的ｄｅｗｅｙＮｏ域。
（２）获取用户的角色信息，同时对不同的角色都生成一个
ＳＲＡＣＰＩｎｆｏ节点ｖ ，同时把角色信息记录在ｖ ．ｒｏｌｅ域。
（３）获取当前角色ＸＭＬ树节点ｎ到ＸＭＬ树跟节点的路径
信息，然后从为当前角色所定义的ＳＲＡＣＰ的安全访问规则集合
ｓ中寻找是否有跟当前节点路径所匹配的规则Ｓ。如果有，则查
看ｓ的Ａｃｔｉｏｎ域：
①如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ：一Ｒ，则记录ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝一Ｒ，同时记录
ｖ ．１ｉｓｔ＝｛Ｎ｝。表示当前ｄｅｗｅｙＮｏ的节点不可访问，并且其所有
子节点都不可访问。
②如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，则记录ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝一ｒ，同时记录ｖ ．
１ｉｓｔ＝｛Ｎ，Ｓ，Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ｝。表示当前节点不可访问，但是其可能有
可访问的子节点，当我们把结果展示给用户的时候，以当前
ｄｅｗｅｙＮｏ所表示的ＸＭＬ树节点的ｔａｇ值要被Ｓ．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ值取
代，来表示当前节点不可访问性。
③如果Ｓ．Ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ，表示当前节点是条件访问节点，记录
ｖ ．ａｃｔｉｏｎ＝Ｃ，同时记录ｖ ．１ｉｓｔ的相关值。记录规则如下：
取Ｓ的Ｏｂｊｅｃｔ和Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ域，这时Ｏｂｊｅｃｔ和Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ域都
是使用基于Ｓｃｈｅｍａ的ＸＰａｔｈ来表示的，我们取两条ＸＰａｔｈ路径
的最低公共祖先Ｍ（节点Ｍ的类型是Ｓｃｈｅｍａ节点），则与当前
ＸＭＬ树节点ｎ条件相关的节点肯定在与Ｓｃｈｅｍａ节点Ｍ相对于
的ＸＭＬ树节点的子节点中。例：如图２所示，当ＳＡＸ解析器解
析到ｄｅｐｔ（Ｏ．０）节点时发现跟定义２中的第一条规则ｓｌ匹配，
我们取ｓ１．Ａｃｔｉｏｎ＝／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ，ｓ１．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ＝ ／ｐａｔｉｅｎｔ／
ｄＮｏ，根据图１所示的Ｓｃｈｅｍａ，￥／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ路径可以
表示为／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ／ｅｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆｏ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ
和／ｈｏｓｐ ｉｔｌａ／ｄｅｐｔ／ｐａｔｉｅｎｔｌｎｆｏ／ｐａｔｉｅｎｔ／ｗａｒｄＮｏ，而这两条Ｓｃｈｅｍａ
路径跟／ｈｏｓｐｉｔａｌ／ｄｅｐｔ路径的最低公共祖先是ｄｅｐｔ节点，也Ｎ／
成一个对应的ＳＲＡＣＰＮｏｄｅ节点Ｖ，同时计算节点ｎ的ｄｅｗｅｙ编
码，
ｗａｒ
第１２期 李晓东等：ＸＭＬ关键字检索的访问控制规则和索引 ９
以得到如下的ｄｅｗｅｙ编码ｗａｒｄｎｏ＝［０．０．０．２．０．１，０．０．１．０．１，
率为１０００．１５００次的关键字进行实验，基于关键字个数的不同，
０．０．１．１．１。０．０．２．０．０．０］，ｔｕｍｏｒ＝［０．０．０．０．０，０．０．０．２．０．０．
我们分别对Ｔｌ、Ｔ：、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５这五个数据集比较了文献［２］中的
０．０．０．０．０．１．０．０．０．１．０，０．０．１．１．０．０．１．０，０．０．２．０．０．２．０，０．
ＳＣＬＡ方法和ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法在执行效率上的差异，实验结果
０．２．１．０．１ ０１，ｔｏｍ＝［０．０．０。２．０．２．０，０．０．１．０．２．０，０．０．１．１．
如图１１、图１２中所示。
２．０．０．０．２．０．０．１．０，０．０．２．１．０．０．０］我们先对“ｗｏｒｄＮｏ”和
图１１中可以得出用ＳＩＬ方法寻找ＳＳＬＣＡ结果所用的时间会
“ｔｕｍｏｒ”两个关键字节点通过子过程ｇｅｔＳＳＬＣＡ（）找出ＳＬＣＡ节
随着数据集的增大而增加，因为随着数据集的增大ＳＬＣＡ结果增
点，分别为ｐａｔｉｅｎｔ（ｏ．０．０．２．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０），ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．
加了，这必然导致寻找ＳＳＬＣＡ的结果的时间也相应的增加。我
１．１），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０），每得到的ＳＬＣＡ节点都是被安全规则
们把寻找ＳＳＬＣＡ时间与寻找ＳＬＣＡ时间相减来进行比较。
处理过的，如图１０的四个ＸＭＬ文档片段。
图１２中我们使用ｔｉｍｅ（ＳＬＣＡ）、ｔｉｍｅ（ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ）分别表示
夕
使用计算ＳＬＣＡ和计算ＳＳＬＣＡ的时间，图中显示了当数据集比
较小的时候，对于关键字个数的不同，两者相减的时间间隔不会
随着关键字个数的不同而变化太大，而在数据集较大的时间这
ｄｕｍｍｙ２
／
ｎ０９０２００２
｝
Ｔｏｍ２
Ｉ
种变化就比较明显。
ｂｉｌｌ
／＼
ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎ
０ｎ１．０ ０ ０ ０ ０ ０ｌ ０ ０ ０１
２０００．
ｌ
００ ｌｕｍｏｌ－ｍｅｓ
Ｉ
ｌｉｅｍ￣ｌ
／ ＼ ８ ｎＩ
Ｉ Ｉ
ｌ ｔＪ ｉ｝ ｎ２ ｎ０９０２００ｌ ＴｏｍＹａｎｇ
／＼
＼
０ ０ｗ２ａ￣ Ｎ
ｏｏ０
ｎａｍｅ
ｏ】０ｍ０ａ ｏ０ｒ０２
。 ｌｌ０。～ ｒ。
．
０ｏ２
ｏ
／ Ｉ ｛
２０００Ｏ０ ｔｕｍｏｒｍｅｄｉｃｉｎｅ２
０
涩潴 １０ ０船 ０ ｃ０ｌｉｌｎ０ｉ２ｃａｌ０
（ａ）ＳＣＬＡ方法执行效率随关键字和数据集变化趋势
图１０安全规则处理后的ＸＭＬ片段
再对这四个经过安全规则处理后的ＳＬＣＡ节点通过ｇｅｔＳＳＬ－
ＣＡ（）子过程，继续跟关键字“ｔｏｍ”计算ＳＬＣＡ，得到的结果跟以
上四个相同。
当对所有的关键字都计算完ＳＬＣＡ后，我们通过调用算法２
的ｓｅｃｕｒｅＳＬＣＡ（）过程，发现ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．０．２．０）节点不包含所
有关键字，ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．０）节点不满足条件，因为ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．
１．０）节点下的ｗａｒｄＮｏ的值为‘ｎ０９０２００２’不等于‘ｎ０９０２００１’，
而只有ｐａｔｉｅｎｔ（０．０．１．Ｉ），ｎｕｒｓｅ（０．０．２．０．０）这两个节点是满足
所有安全规则的，因此系统返回经过安全规则处理的ＳＬＣＡ片
段为最后的ＳＳＬＣＡ结果。
当不同角色的用户登录到系统中时，我们的索引也包含了
（ｂ）ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法执行效率随关键字和数据集变化趋势
其他角色的安全访问信息。对于ｓｌｉｓｔ域为空的节点表示所有
图１Ｉ ＳＬＣＡ和ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ方法执行效率
角色的用户都能访问。通过遍历ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ可以为不同角色
随关键字和数据集变化趋势比较
不可访问和条件访问节点建立子过程ｇｅｔＳＳＬＣＡ（）中的使用到
的排序的Ｂ＋树索引，然后用例２中同样方法，我们仍然可以查
询到基于不同角色用户的ＳＳＬＣＡ结果。
５实验
我们实验环境的配置是：ＣＰＵ为Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｄｕａｌ—Ｃｏｒｅ Ｅ５３００
２．６０ＧＨｚ，内存为２Ｇ。基于新提出的ＳＲＡＣＰ规则和基于
ＳＲＡＣＰ－Ｉｎｄｅｘ的索引，我们用Ｊａｖａ分别实现了ＸＫＳｅａｒｃｈ 中的
ＩＬ方法和文献［１］中的ＳＩＬ方法，对这两个方法主要在查询效
图１２ ｔｉｍｅ（ＳＬＣＡ）一ｔｉｍｅ（ＳｅｃｕｒｅＳＣＬＡ）参数
率上做了比较。
随着关键字和数据集变化趋势比较
（１）ＸＭＬ数据集使用ＩＢＭ的ＸＭＬ文档生成工具 基
于我们自己的Ｓｃｈｅｍａ（如图２所示）生成五个不同的数据集Ｔ．
６结语
（２．４Ｍ）、Ｔ２（４．１Ｍ）、Ｔ３（６．１Ｍ）、Ｔ４（８．９Ｍ）、Ｌ（１１．８Ｍ）。
（２）查询效率实验中，我们随机选择在数据集中出现频
本文在原有文章的基础上做了进一步的深入，提出了新的
ｌ０ 计算机应用与软件 ２０１１点
基于Ｓｃｈｅｍａ的访问控制规则（ＳＲＡＣＰ），以及在此基础上建立
ｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ＸＰａｔｈ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆｔｈｅ９ｔｈ ＡＣＭ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｃ．
ｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＳＡＣＭＡＴ）．Ｙｏｒｋｔｏｗｎ Ｈｅｉｇｈｔｓ，
完整的基于安全访问控制规则的索引，并利用新的索引进行
ＳＳＬＣＡ检索。同时我们通过实验证明了索引的有效性。
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（上接第４页）
过沉浸式显示系统展示游戏画面。实验结果表明，沉浸式客户
端能实时展示沉浸式游戏画面，且相对Ｓｌａｖｅ节点数具有良好的
可伸缩性。未来我们将增加框架对三维交互设备（如三维鼠
标、数据手套等）的支持，提升玩家的沉浸式体验。
参考文献
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