第三章 以詮釋資料為基礎之存取控制
第一節 基本概念
3.1.1 詮釋資料模型(Metadata Model)
數位圖書館利用詮釋資料來描述數位物件，但是通常只用來描述藏品原件 (Original)的特性，代理物件(Surrogate)如圖檔、聲音和影片等的詮釋資料則因為 在資料檢索上較不重要，所以在著錄藏品資料的過程中常常會被忽略。但將詮釋 資料應用在存取控制時，代理物件的詮釋資料則非常重要，因為存取控制的對象 往往為代理物件。本論文中用於存取控制的詮釋資料不只包括原件的詮釋資料 (如創作者、權限範圍)，也包括代理物件的詮釋資料(如創作者、權限範圍、資料 格式)，但所操作的對象(指用來作存取控制的物件)，則以代理物件為主。綜合上 述，以原件的詮釋資料為存取控制的條件時，所有該原件相關的代理物件皆受到 該條件所控制；當以代理物件的詮釋資料為存取控制的條件時，則只有符合該條 件的代理物件受到該條件控制。舉例來說，若一存取控制對象為所有蘇森墉的作 品，則此乃以原件的創作者為限制條件，因此所有作品包括樂譜圖檔、聲音、影 像...等，都將受該存取控制所限制；在另一方面，代理物件也有創作者，例如圖 檔掃描製作者等，但一般來說不具有作存取控制的意義。而以資料格式來說，雖 然原件也有此欄位，例如紙張、錄影帶等，但反過來說原件的資料格式通常亦不 具作存取控制的意義。本論文的討論將以原件的詮釋資料(如創作者、權限範圍)
及代理物件的詮釋資料(如資料格式)來作討論，依據 Swetland 對詮釋資料的分 飾語，我們為個別 DC 欄位建立修飾語階層(Qualifier Hierarchy)。階層內的修飾
Digital Original’s Metadata
Structure Metadata 2
\
Surrogate’s Metadata
Digital Material Key-metadata Original’s Metadata
Surrogate’s Metadata
Digital Material Key-metadata
語具有局部次序的關係，以πMQ表示，若修飾語 mq1具有比 mq2更特定的描述，
以mq1 πMQ mq2表示。圖 13 及圖 14 分別是以資料格式及創作者來建立修飾語階 層的範例，其中，資料格式因為媒體類型(Medium)不同而分為 JPEG、TIFF、WMV...
等，而 JPEG 則又因解析度的不同分為高解析度及低解析度，高解析度為代理物 件的高品質圖檔，低解析度則為代理物件的縮圖；創作者則可分為作詞者 (Songwriter)、作曲者(Composer)、編曲者(Arranger)...等；其中具有
JPG res.
Low πMQ 、Lowres.πMQ Format 和Songwriter πMQ Creator等關係。
圖 13: 資料格式修飾語階層(Qualifier Hierarchy of FORMAT element)
圖 14: 創作者修飾語階層(Qualifier Hierarchy of CREATOR element)
如 3.1.1 所述，描述一個數位物件包含了原件及代理物件的詮釋資料，我們 用(o_id, o_name, state)來表示，o_id 為數位物件的識別；o_name 為此物件的名 稱；state 為(a1=v1, ... an=vn)的集合，a1, ... an為詮釋資料修飾語名稱，v1, ... vn為 對應的值。例如以下 Ex.1、Ex.2 及 Ex.3 三個數位物件：
天烏烏 樂譜 圖檔
(S004014，天烏烏，(Arranger=’蘇森墉’，Medium=’JPEG’))...[Ex.1]
天烏烏 合唱 影片
Creator
Songwriter Composer Arranger Format
JPG TIFF
Low res. High res. 56kbps 384kbps WMV
(M004014，天烏烏，(Arranger=’蘇森墉’，Medium=’WMV’，
BitRate=’384kbps’))...[Ex.2]
竹中校歌 合唱 影片
(M003001，竹中校歌，(Arranger=null，Medium=’WMV’，
BitRate=’384kbps’))...[Ex.3]
MBAC 利用(credentials, metadata, privilege)來描述一個授權，在 metadata 部分是 以實體(Entity)為授權單位，實體可以是特定的物件(藉由列舉(List)物件的識別) 或包含特定詮釋資料的物件(藉由詮釋資料表示式來表達)。我們修改定義 2.1 重 新定義實體為：
定義 3.1 (實體描述, Entity Specification)。物件描述可能為一個物件集合 2OI或者為詮釋資料表示式。2OI為物件識別的集合
詮釋資料表示式為一個物件集合，例如所有蘇森墉的作品，以
Composer=’蘇森墉’ ∨ Songwriter=’蘇森墉’ ∨ Arranger=’蘇森墉’...[C.1]
或 Creator=’蘇森墉’...[C.2]
來表示；而若要表示所有蘇森墉的表演影片，則可以
Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’WMV’ ...[C.3]
來表示。
由於存取控制利用詮釋資料的欄位或修飾語來作限制，當有些欄位或修飾語 為空值時，則此物件不屬於該特定描述的集合，例如 Ex.1、Ex.2 符合 C.1 所描 述的集合，Ex.2 符合 C.3 所描述的集合，但是 Ex.3 卻都不屬於 C.1 及 C.3 的集 合。在此，我們利用 CBAM 所述 Denotes 及 Undef 來表示，例如：
Denotes(Creator=’蘇森墉’) = {Ex.1、Ex.2}
Denotes(Medium=’WMV’) = {Ex.2、Ex.3}
Denotes(Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’WMV’) = {Ex.2}
Undef(Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’WMV’) = {Ex.3}
第二節 存取控制模型
3.2.1 存取控制描述
在 MBAC 中，一個完整的授權如同 CBAM 中的一樣，包含四個元素：使用者(定 義 2.2)、實體、權力和正/負向符號，其中我們重新對實體作定義(定義 3.1)，授 權的定義如下所述(沿用定義 2.3)：
定義 3.2 (授權, Authorization)[1]。一個存取控制由四個元素所構成 (crd-spec, ent-spec, priv, sign)，其中 crd-spec(Credential Specification)用來 描述該授權所授予權力的使用者；ent-spec(Entity Specification)用來描述 該授權所套用的物件；priv(Privilege)表示該授權所授予的操作權限為 何；sign 則用來表示該授權為正向或負向授權，分別用“+”及“- ”來表示。
所以，在 MBAC 中，授權亦可為正向授權或負向授權，正向授權表示可允許存 取，負向授權表示拒絕存取。底下是授權的範例：
1: (School=’NCTU’ ∧ Occupation=’UnderGraduate’，
Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’JPG’ ∧ Resolution=’LOW’，View，+) 2: (School=’NTHU’，
Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’JPG’ ∧ Resolution=’LOW’，View，-)
授權 1 表示所有交大大學部的學生可以瀏覽蘇森墉低解析度的樂譜圖檔，授權 2 則表示所有清大的學生不可以瀏覽蘇森墉低解析度的樂譜圖檔。因為存取控制除 了可以明確利用識別資料作辨識外，亦可利用使用者的身分資料或是物件的詮釋 資料來做權限控管，所以確認存取控制所套用的人及物是非常重要的。若有使用 者或實體描述所參考的資料欄位為空值的情形，我們將無法判斷該人/物是否應 該被該授權所控制。在 CBAM 中利用 Denoted Users 及 Denoted Objects 來表示受 存取控制所規範的人及物，根據 MBAC 的需求，我們修改定義 2.5 重新定義 Denoted Objects 為：
定義 3.3 (Denoted Objects)。假設 A 為一個存取授權，所有符合 A 的數 位物件必須具備下述條件，用 OA來表示：
l If ent-spec(A) ∈ 2OI, then OA = ent-spec(A) l If ent-spec(A) ∈ entity expression, then:
If sign(A) = “+”, then OA = Denotes(ent-spec(A));
If sign(A) = “-”, then OA = Denotes(ent-spec(A)) ∪ Undef(ent-spec(A)).
crd-spec(A), ent-spec(A), sign(A) 分別表示一個授權 A 中的使用者身份描述、實 體描述及正向或負向授權。
3.2.2 衝突解決策略
負向授權使存取控制描述更具彈性，但是也會帶來問題，當一個存取要求同 時擁有正向及負向授權時，系統將無法決定是否要接受或拒絕此要求。此類衝突 必須有效解決，才能使存取控制機制更有效地運作。本論文提出一套衝突解決策 略，利用使用者身份類型、詮釋資料及權力的階層觀念來解決這個問題，此策略 包含下列四點原則：
1. 根據使用者身份類型階層，擁有越特定描述的授權擁有較高的優先權。
2. 詮釋資料中擁有越特定描述的授權擁有較高的優先權。
3. 根據權力階層，擁有越特定描述的授權擁有較高的優先權。
4. 當以上都無法解決時，負向授權優先採用。
假設授權 3 如下
3: (School=’N CTU’，
Creator=’蘇森墉’ ∧ Medium=’JPG’ ∧ Resolution=’LOW’，View，-)
則若有一交大大學部的學生欲瀏覽蘇森墉低解析度的樂譜圖檔，此時授權 3 和授 權 1 同時符合此存取要求，因兩者一為正向授權，另一為負向授權，此時會產生 衝突，但是因為NCTUUndergraduate πCT NCTU，所以根據第 1 點原則，授權 1 擁有較高的優先權。
因為詮釋資料修飾語階層不像使用者身份或權力為單一階層，單一欄位及欄
位修飾語自成一個階層，如圖 13 及圖 14，因此詮釋資料中何謂擁有越特定的描 述？首先舉例說明詮釋資料表示式的衝突，及兩種衝突的類型(如圖 15)，再進而 闡述何謂越特定的詮釋資料表示式。
圖 15: 跨階層及單一階層的衝突
例如有下列兩個存取控制分別為：
4: (School=’NCTU’，Creator=’蘇森墉’，View，+) 5: (School=’NCTU’，Medium=’WMV’，View，-)
則若一個使用者要瀏覽蘇森墉的影片，系統將無法判斷是否要同意其存取要求，
此情形屬於圖 15(a)的衝突(FORMAT 和 CREATOR 兩種階層的衝突)；而若是如 下列兩個存取控制：
6: (School=’NCTU’，Medium=’WMV’，View，+)
7: (School=’NCTU’，Medium=’WMV’ ∧ BitRate=’384kbps’，View，-)
則依據資料格式修飾語階層，授權 7 擁有越特定的描述，因此拒絕使用者的存取 要求，此情形屬於圖 15(b)的衝突(FORMAT 階層內的衝突)。由此可知跨兩個階 層以上的衝突比單一階層的衝突較難克服，為了解決跨階層的衝突，底下為四種 可行的方法：
1. 為個別存取控制設定優先權 2. 為詮釋資料中的欄位設定優先權
3. 依據修飾語階層，只比較衝突的存取控制中相同的欄位 4. 為詮釋資料中的修飾語設定權重
方法 1 為最根本的解決辦法，若不存在兩個具有相同優先權的存取控制，則衝突
Qualifier Hierarchy Qualifier Hierarchy Qualifier Hierarchy
(a)inter-hierarchy (b)intra-hierarchy
即可迎刃而解，但是此方法也大幅增加了管理上的負擔，如優先權的給定。方法 2 則修改方法 1，改為設定詮釋資料欄位的優先權，若一存取控制含有較高優先 權的詮釋資料欄位，則優先採用該存取控制，但因為 DC 中每個欄位實為獨立的 描述，彼此相關性極小，因此如何設定優先權將是一個困難的課題。方法 3 則類 似單一階層的衝突解決辦法，比較有所衝突的存取控制中相同的欄位階層，但若 沒有相同的欄位則無法用此方法判斷。方法 4 則改採計權重的方式，欄位修飾語 階層中每個子節點權重皆為父節點權重的 a 倍，每個存取控制的詮釋資料表示式 權重為所有修飾語權重的總和，擁有較高的權重其優先權也越高，也就是說，擁 有越特定的詮釋資料表示式，正式定義為：
定義 3.4 (較特定的詮釋資料表示式)。假設 dlo 為數位物件，A1和 A2為 兩個授權，ent-spec(A1)和 ent-spec(A2)皆為詮釋資料表示式，且 dlo 為 A1和 A2的 denoted object，若 ent-spec(A1)中的詮釋資料修飾語權重∑W1
高於 ent-spec(A2)中的權重∑W2，則說 ent-spec(A1)比 ent-spec(A2)具有更 特定的詮釋資料描述。
如資料格式修飾語的權重給定 a = 10，則前述授權 6 和授權 7 其權重依圖 16 計 算分別為 1 和 11。
圖 16: 資料格式修飾語權重(a=10)
a 必須適當地給定大小，給定太小會產生困擾－含有 a 個權重為 1 的授權和 含有一個權重為 a 的授權將具有相同的優先權。所以在給定 a 的大小時，必須考 量每一欄位的修飾語可能個數，給予一個大於個數的值，本論文所有的舉例都以 a = 10 來討論。
衝突解決策略中的四點原則可利用較具權威性的授權來作定義，所謂較具權 Format
JPG TIFF
Low res. High res. 56kbps 384kbps WMV Weight=1
Weight=10
威性指的是該授權擁有較高的優先權，利用 CBAM 中的定義 2.6 和 2.8，及修改 定義 2.7 並重新定義較具權威性的實體描述為定義 3.5，定義 3.6 則沿用定義 2.8 中對較具權威性授權的定義。
定義 3.5 (較具權威性的實體描述, Stronger Entity Specification)。假設 dlo 為數位物件，A1和 A2為兩個授權，且 dlo 為 A1和 A2的 denoted object，
8: (School=’NCTU’ ∧ Occupation=’Graduate’，
Medium=’JPG’ ∧ Resolution=’HIGH’，View，+)
9: (School=’NCTU’ ∧ Occupation=’Graduate’，Creator=’蘇森墉’，View，+) 定義 3.6 (較具權威性的授權, Stronger Authorization)[1]。假設 u 為使用 者，dlo 為數位物件，A1和 A2為兩個授權，且 u 為 A1和 A2的 denoted user，