零信任安全架构--最小权限原则

最小权限原则（Principle of Least Privilege, PoLP）是零信任安全架构中的核心理念之一，旨在确保用户、设备、应用等系统实体只拥有完成其任务所必需的最低权限，避免不必要的权限扩展，从而降低安全风险。

1. 概念

最小权限原则要求每个用户、应用程序或进程在访问系统资源时，只能获得其当前操作所需要的最少权限。这意味着即使某个用户或系统组件被攻破，攻击者的行动范围也将被限制在最小范围，防止攻击在系统中横向扩展。

举例来说，企业中财务人员只能访问与财务相关的数据，不能接触技术或人事数据，即使他们使用的是同一个系统。此外，某些高敏感权限应当是动态的，只有在需要时才授予，并在任务完成后立即收回。

2. 重要性

采用最小权限原则的主要目的是减少攻击面，使得潜在的安全事件造成的损害最小化。以下是它的具体好处：

减少攻击面：攻击者在获取某个账户后，能访问的资源范围有限，降低了数据泄露的风险。
防止权限滥用：即使内部用户无意或故意操作，最小权限可以确保他们无法超出职责范围执行危险操作。
隔离安全事件：在某个区域发生安全事件时，可以通过权限隔离，防止事件进一步扩散。

3. 实施方式

最小权限原则的实施可以通过**基于角色的访问控制（RBAC）和基于属性的访问控制（ABAC）**实现。这两种方式可以确保用户和系统组件只拥有执行任务所需的最小权限。

3.1. 基于角色的访问控制（RBAC）

在企业级应用中，用户的权限和职责是按角色划分的。例如，财务系统中有财务员和财务主管两个角色。财务员只能查看和录入基本的财务数据，而财务主管则有额外的审批权限。基于角色的访问控制（RBAC）可以根据用户所属的角色授予他们不同的权限。
在这里插入图片描述

伪代码实现：

import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 基于角色的访问控制配置
        http
            .authorizeRequests()
                // 仅允许财务员访问录入数据的接口
                .antMatchers("/finance/enterData").hasRole("FINANCE_STAFF")
                // 仅允许财务主管访问审批接口
                .antMatchers("/finance/approve").hasRole("FINANCE_MANAGER")
                // 其余的资源需要登录访问
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .formLogin()
                .permitAll()
            .and()
            .logout()
                .permitAll();
    }
}

场景：财务系统，用户根据角色进行访问控制。
antMatchers：定义了不同的接口路径，/finance/enterData只有拥有FINANCE_STAFF角色的用户可以访问，
/finance/approve则需要FINANCE_MANAGER角色才能访问。
登录保护：除了特定的角色限制，所有其他请求也都必须经过身份验证。

3.2. 动态权限分配

在某些情况下，固定的权限可能不足以满足零信任架构的需求。为了应对临时的任务或高风险操作，可以使用动态权限分配。

按需授予权限：当用户需要执行某个高权限操作时，临时为其授予权限。例如，系统管理员可能只在处理生产环境问题时才获得访问该环境的权限。
时间限制：授予的权限应具有时间限制，即在任务完成或达到设定时间后，权限自动撤销。

3.3. 基于属性的访问控制（ABAC）

ABAC适用于更复杂和动态的权限控制需求，比如根据用户属性、资源属性或访问环境来动态决定权限。例如，一个医疗系统可以根据医生的角色、他们所在的科室、访问的患者记录的敏感程度，或者用户的设备是否通过了安全验证，动态决定访问权限。
在这里插入图片描述

伪代码实现：

import org.springframework.security.access.expression.method.MethodSecurityExpressionHandler;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class MedicalRecordService {

    // 动态地基于用户的属性控制对患者记录的访问权限
    @PreAuthorize("@accessControlService.canAccessRecord(principal, #patientId)")
    public MedicalRecord getPatientRecord(Long patientId) {
        // 获取并返回患者的医疗记录
        return findMedicalRecordByPatientId(patientId);
    }
}

@Service
public class AccessControlService {
    
    // 自定义方法，基于用户属性及患者记录的属性决定权限
    public boolean canAccessRecord(User user, Long patientId) {
        MedicalRecord record = findMedicalRecordByPatientId(patientId);
        // 检查用户是否是患者的主治医生或者科室相关医生
        if (user.getRole().equals("DOCTOR") && record.getDepartment().equals(user.getDepartment())) {
            return true;
        }
        // 动态判断设备的安全性，确保用户使用的设备是已认证设备
        if (isDeviceSecure(user.getDeviceId())) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

场景：医疗系统，医生访问患者数据的权限动态取决于其角色、科室以及设备安全状态。
@PreAuthorize：使用Spring Security的注解，允许对方法进行访问控制。这里使用了一个自定义的访问控制服务@accessControlService.canAccessRecord()来决定用户是否可以访问特定的患者记录。
动态权限控制：AccessControlService会根据用户的角色、科室、患者记录的科室信息，以及用户设备的安全状态来决定是否授予权限。

RBAC（基于角色的访问控制）适用于企业系统中用户权限较为固定的场景，例如在财务系统中，财务员和财务主管的权限分配有所不同。通过RBAC，用户可以根据分配的角色进行操作，角色划分明确，系统能够根据用户角色轻松配置访问控制规则。

ABAC（基于属性的访问控制）则适用于更复杂的系统需求。它可以基于用户属性（如职位、科室）、资源属性（如数据敏感性）以及环境属性（如设备状态、网络位置）来动态决定访问权限。ABAC特别适合像医疗系统这类需要高度动态化和细粒度控制的场景，通过自定义逻辑，结合各种属性灵活地控制对系统资源的访问。