Biba 模型是计算机安全领域的重要支柱。该模型以其发明者 Kenneth J. Biba 命名，是一种注重数据完整性的计算机安全策略的正式状态转换系统。与其他优先考虑机密性的模型不同，Biba Model 强调维护信息的正确性并防止未经授权的数据修改。
Biba 模型的诞生和首次提及
Biba 模型最初由 Kenneth J. Biba 于 1977 年在其题为“安全计算机系统的完整性考虑因素”的论文中提出。该模型是 Biba 在麻省理工学院 (MIT) 工作的成果，他在那里认识到了数据完整性在计算机安全中的重要性。
这种安全模型在推出时具有开创性，因为它为主要关注数据机密性的 Bell-LaPadula 模型提供了平衡。另一方面，Biba 模型是专门为处理数据完整性问题而设计的。
了解 Biba 模型
Biba 模型是一组用于保护系统内数据完整性的准则或策略。该模型基于两个基本原则：简单完整性属性和 *-（星号）完整性属性。
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简单完整性属性：也称为“禁止向下读取”规则，该属性规定给定完整性级别的主体无法读取较低完整性级别的客体。这可以防止不准确或损坏的数据污染较高完整性的数据。
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星诚信地产：通常称为“禁止写入”规则，该属性禁止特定完整性级别的主体写入更高完整性级别的对象。此规则有助于防止个人通过更改完整性较高的数据来升级其权限。
这些原则是 Biba 模型的基础，侧重于保护数据完整性而不是机密性或可用性。
Biba 模型的内部运作
在 Biba 模型中，完整性级别被分配给主体（主动实体，如用户或进程）和客体（被动实体，如文件或目录）。这些完整性级别用于确定特定主体是否可以访问特定对象。
每当主体尝试读取或写入对象时，Biba 模型都会使用其两个原则来确定是否允许该操作。该模型防止信息从较低完整性级别流向较高完整性级别，从而维护系统数据的完整性。
Biba 模型的主要特点
Biba 模型的主要特征围绕着对数据完整性和非任意访问控制的强调。这些包括：
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保持数据完整性：Biba模型旨在防止未经授权的数据修改，确保信息保持正确和可靠。
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防止未经授权的权限升级：通过“禁止写入”规则，Biba 模型可防止主体以可能增加其系统权限的方式更改数据。
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防止数据损坏：通过防止受试者读取完整性较低的数据，该模型可以保护完整性较高的数据免受潜在污染。
Biba 模型的变体
Biba 模型具有三个主要实现：
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严格的诚信政策：此实现严格应用简单完整性属性和星形完整性属性。这种严格的执行可以最大限度地提高数据完整性，但可能会限制系统可用性。
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低水位政策：在这种更灵活的方法中，系统的当前完整性级别可以降低到主体已读取的最低对象的完整性级别。这种方法以潜在的完整性破坏为代价提高了可用性。
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环政策：在此实现中，系统根据完整性级别分为多个环。用户只能向其当前级别以下的环写入数据，并且可以从当前级别的环或高于其的环中读取内容。
每个实现都在严格的数据完整性和系统可用性之间进行权衡，它们之间的选择取决于系统的特定需求。
Biba 模型的应用：挑战与解决方案
Biba 模型主要用于数据完整性至关重要的情况。它可以在任何计算环境中使用，包括传统桌面计算、基于服务器的计算和云环境。
然而，与任何模型一样，Biba 模型也面临着一系列挑战。例如，其对数据完整性的严格遵守可能会限制系统可用性或阻止合法的数据修改。此外，Biba 模型没有解决数据机密性或可用性问题，这在某些环境中可能是重大问题。
这些挑战的解决方案通常涉及将 Biba 模型与解决其局限性的其他模型或控件结合使用。例如，Clark-Wilson 模型可以与 Biba 模型一起使用，以确保足够的数据机密性。
Biba 模型与类似模型的比较
Biba 模型经常与其他安全模型进行比较，例如 Bell-LaPadula 模型和 Clark-Wilson 模型。这是一个简短的比较：
| 模型 | 主要焦点 | 原则 |
|---|---|---|
| 比巴 | 数据的完整性 | 不读，不写 |
| 贝尔-拉帕杜拉 | 数据保密性 | 不写，不读 |
| 克拉克-威尔逊 | 数据完整性和保密性 | 认证和执行规则 |
每种模型都有其优点和缺点，并且通常可以将它们组合使用以提供全面的数据安全性。
Biba 模式的未来展望
随着数字系统日益复杂以及对数据完整性的日益重视，Biba 模型的相关性预计将会上升。在像区块链这样从根本上依赖于数据完整性的分布式账本技术的背景下，Biba 模型的原理可以找到新的应用。
此外，随着物联网 (IoT) 的日益普及，设备数据完整性至关重要，Biba 模型的原则可以作为在此类环境中维护数据完整性的指南。
代理服务器和 Biba 模型
代理服务器主要充当客户端从其他服务器寻求资源的请求的中介，因此经常处理数据机密性。然而，他们也可以从 Biba 模型的原则中受益，确保他们处理的数据的完整性。
例如，代理服务器可以实现 Biba 模型的变体，以确保返回到客户端的数据在传输过程中不会被篡改。这在使用代理服务器缓存数据的场景中特别有用，因为维护缓存数据的完整性至关重要。
相关链接
有关 Biba 模型的更多详细信息，请参阅以下资源：
- “安全计算机系统的完整性考虑因素” – Kenneth J. Biba 的原始论文
- 比巴模型 – 美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的术语表
- 计算机安全 – ScienceDirect 上有关计算机安全的综合文章，包括 Biba 模型。
