Orodha ya Yaliyomo
3+
Majribio Yanayotumika
2-7
Siku za Uhalali wa Tokeni
4
Vipengele Vikuu
1. Utangulizi
Mbinu za uthibitishaji zinazotumia tokeni zinazidi kuenea katika mifumo ya uhesabuji iliyosambazwa kwa ajili ya utafiti wa fizikia ya nishati ya juu. Wavu wa Uhesabuji Ulimwengu wa LHC (WLCG) umeboresha huduma zote ili kutumia tokeni za WLCG, jambo linaloonyesha mwelekeo huu wa tasnia. Katika Taasisi ya Fizikia ya Nishati ya Juu (IHEP) nchini China, tokeni za Kerberos zimeanzishwa kama utaratibu mkuu wa uthibitishaji ndani ya vikundi vya kijiografia vya uhesabuji na sasa zinapanuliwa kwa mazingira ya uhesabuji yaliyosambazwa.
2. Msingi na Kusudi
IHEP inaendeleza jukwaa la uhesabuji lililosambazwa ili kuunganisha vituo vingi vya utafiti vya China. Hata hivyo, majaribio kadhaa ya muda mrefu katika IHEP, hasa jaribio la BES, yameunganishwa kwa ukaribu na mazingira ya vikundi vya kijiografia ikiwa ni pamoja na mifumo ya hifadhidata, huduma za hifadhi, na rasilimali za uhesabuji. Ili kukabiliana na changamoto hii, IHEP ilitekeleza njia ya "Upanuzi wa Kikundi" ambayo huongeza kwa uwazi uwezo wa kikundi cha kijiografia kwa mazingira ya uhesabuji yaliyosambazwa, na kuwezesha kazi za BES kuhama hadi kwenye tovuti za mbali bila usumbufu mwingi.
3. Changamoto za Kiufundi
Changamoto kuu katika utekelezaji wa tokeni za Kerberos ni kusimamia muda wa maisha wa tokeni katika mazingira yaliyosambazwa. Tokeni za Kerberos katika IHEP kwa kawaida huwa na kipindi cha uhalali cha siku 2 na kikomo cha ukarabati wa siku 7. Ukarabati wa tokeni lazima uhakikishwe katika pointi tatu muhimu:
- Awamu ya kuwasilisha kazi
- Kipindi cha kusubiri kazi kwenye foleni
- Awamu ya utekelezaji wa kazi
4. Usanifu wa Mfumo
Mfumo wa tokeni za Kerberos katika IHEP unajumuisha vipengele vinne vilivyounganishwa vinavyofanya kazi pamoja kutoa uthibitishaji bila mpasuko kwenye rasilimali za uhesabuji zilizosambazwa.
4.1 Mtengenezaji wa Tokeni
Mtengenezaji wa tokeni hutoa tokeni za Kerberos wakati watumiaji wanaingia kwenye nodi za kuwasilisha na kuzichapisha tokeni hizi kwenye hifadhi ya tokeni. Kipengele hii kinashughulikia uundaji wa awali wa tokeni na vigezo vinavyofaa vya uhalali na ukarabati.
4.2 Hifadhi ya Tokeni
Mfumo huu wa kati wa hifadhi hudumisha faili zote za sasa za tokeni na unajumuisha huduma ya kuwasha upya ambayo hurudia mara kwa mara muda wa maisha wa tokeni ili kuzuia kumalizika kwa muda wakati wa kazi za uhesabuji zinazoendelea kwa muda mrefu.
4.3 Uhamishaji wa Tokeni
Utaratibu wa uhamishaji husogeza kwa usalama faili za tokeni kutoka kwenye hifadhi hadi kwenye nodi za wafanyikazi katika tovuti zilizosambazwa, na kuhakikisha kuwa tokeni zinapatikana mahali panapohitajika kwa utekelezaji wa kazi.
4.4 Injini ya Mteja wa Tokeni
Kipengele hii huanzisha mazingira ya tokeni kwenye nodi za wafanyikazi na kusimamia ukarabati wa muda wa maisha wa tokeni wakati wa utekelezaji wa kazi, na kutoa uwezo endelevu wa uthibitishaji.
5. Maelezo ya Utekelezaji
5.1 Msingi wa Kihisabati
Uthibitishaji wa Kerberos hutegemea usimbu fiche wa ufunguo wa ulinganifu na uthibitishaji unaotegemea muhuri wa wakati. Uhalali wa tokeni unaweza kuwakilishwa kama:
$V(t) = \begin{cases} 1 & \text{kama } t_{sasa} \leq t_{Uundaji} + t_{halali} \\ 0 & \text{vinginevyo} \end{cases}$
Ambapo $t_{halali}$ inawakilisha kipindi cha uhalali (kwa kawaida siku 2 katika IHEP) na ukarabati unaruhusiwa hadi $t_{Uundaji} + t_{karabati}$ (kwa kawaida siku 7).
5.2 Utekelezaji wa Msimbo
Huduma ya ukarabati wa tokeni inatekeleza mantiki ifuatayo:
class HudumaYakukarabatiTokeni:
def karabati_tokeni_kama_inahitajika(self, tokeni, wakati_wa_sasa):
"""Karabati tokeni ikiwa inakaribia kumalizika muda"""
if tokeni.inakaribia_kumalizika_ndani ya(kiwango_cha_chini=3600): # kizingiti cha saa 1
if wakati_wa_sasa <= tokeni.wakati_ulio_undwa + tokeni.kipindi_cha_karabati:
tokeni_mpya = self.kinit_karabati(tokeni.mhusika_mkuu)
self.hifadhi.sasisha(tokeni.mhusika_mkuu, tokeni_mpya)
return tokeni_mpya
return tokeni
def kinit_karabati(self, mhusika_mkuu):
"""Tekeleza amri ya ukarabati wa Kerberos"""
import subprocess
matokeo = subprocess.run(['kinit', '-R', mhusika_mkuu],
capture_output=True, text=True)
if matokeo.returncode == 0:
return self.toa_tokeni_ya_sasa(mhusika_mkuu)
else:
raise KosaLaKukarabatiTokeni(f"Imeshindwa kukarabati tokeni: {matokeo.stderr}")6. Matokeo ya Majaribio
Mfumo wa tokeni za Kerberos umewekwa kwa mafanikio katika miundombinu ya uhesabuji iliyosambazwa ya IHEP. Majaribio matatu makuu kwa sasa yanatumia mfumo huu wa uthibitishaji:
- LHAASO (Kituo Kikubwa cha Uchunguzi wa Mvua ya Hewa ya Juu)
- BES (Jaribio la Spektromita ya Beijing)
- HERD (Uchunguzi wa Mionzi ya Nishati ya Juu ya Ulimwengu)
Majribio haya yanatumia tokeni za Kerberos kufikia kwa mbali data iliyohifadhiwa katika mifumo ya faili ya EOS na Lustre katika tovuti zilizosambazwa. Utekelezaji huu umeonyesha uthibitishaji unaotegemeka na kushindwa kwa kazi kidogo kutokana na kumalizika kwa muda wa tokeni.
7. Uchambuzi na Majadiliano
Utekelezaji wa tokeni za Kerberos katika mazingira ya uhesabuji yaliyosambazwa ya IHEP unawakilisha maendeleo makubwa katika utaratibu wa uthibitishaji kwa utafiti wa fizikia ya nishati ya juu. Njia hii inashughulikia changamoto muhimu katika usalama wa kuvuka tovuti huku ikiendelea kuwa sawa na miundombinu iliyopo. Ikilinganishwa na uthibitishaji wa kawaida unaotumia vyeti katika mazingira mengi ya uhesabuji wa wavu (kama ilivyoorodheshwa katika ripoti za kiufundi za WLCG), mbinu zinazotumia tokeni hutoa urahisi wa matumizi bora na kupunguza gharama za usimamizi.
Mchango wa kiufundi wa kazi ya IHEP uko katika zana kamili inayosimamia mzunguko wote wa maisha ya tokeni katika mazingira yaliyosambazwa. Usanifu huu unafanana na usimamizi wa tokeni za OAuth 2.0 katika huduma za wavuti lakini imeboreshwa mahsusi kwa ajili ya mizigo ya kazi ya kisayansi ya uhesabuji. Uwezo wa mfumo wa kukarabati tokeni kiotomatiki unashughulikia kikwazo cha msingi katika Kerberos—itegemezi lake kwenye muunganisho endelevu wa mtandao kwa Vituo vya Usambazaji wa Funguo (KDCs).
Kulingana na karatasi ya awali ya CycleGAN na Zhu et al. (2017), upatikanaji wa kikoa unaofanikiwa unahitaji uwakilishi thabiti wa huduma katika mazingira mbalimbali. Vile vile, mfumo wa tokeni wa IHEP unawezesha uwakilishi salama wa utambulisho katika tovuti tofauti za uhesabuji. Msingi wa kihisabati wa Kerberos, unaotegemea tofauti za itifaki ya Needham-Schroeder, hutoa usalama thabiti wa usimbu fiche huku utekelezaji ukiongeza uhandisi wa vitendo wa mifumo iliyosambazwa.
Uwekaji katika majaribio matatu makuu unaonyesha uwezo wa mfumo wa kupanuka na kutegemeka. Mafanikio haya yanastahili kutajwa haswa kutokana na ukubwa wa nishati ya kazi za fizikia ya nishati ya juu, ambazo mara nyingi hujumuisha usindikaji wa data ya petabaiti kwenye maelfu ya nodi za uhesabuji. Mafanikio katika IHEP yanaonyesha kuwa mbinu sawa zinazotumia tokeni zinaweza kufaa jamii zingine za kisayansi za uhesabuji zinazokabiliwa na changamoto za uthibitishaji uliosambazwa.
8. Matumizi ya Baadaye
Mfumo wa tokeni za Kerberos katika IHEP una mwelekeo kadhaa mazuri wa maendeleo ya baadaye:
- Shirikisho na Mavu ya Kimataifa: Kupanua utendaji kwa pamoja wa tokeni na WLCG na mavu mengine ya kimataifa ya utafiti
- Ujumuishaji wa Wingu: Kurekebisha mfumo wa tokeni kwa mazingira ya mawingu mseto na wauzaji wa mawingu ya kibiashara
- Uboreshaji wa Blockchain: Kuchunguza usimamizi wa tokeni unaotumia blockchain kwa ajili ya ukaguzi bora na utawala usio wa kati
- Mizigo ya Kasi ya Mashine: Kupanua usaidizi kwa mifumo ya ujifunzaji wa mashine iliyosambazwa inayohitaji uthibitishaji salama
- Usimbu Fiche Unaostahimili Quantum: Kuandaa kwa ajili ya algoriti za kisasa za usimbu fiche baada ya quantum katika usalama wa tokeni
9. Marejeo
- Ripoti ya Kiteknolojia ya Muundo wa WLCG, Wavu wa Uhesabuji Ulimwengu wa LHC, 2021
- Neuman, B. C., & Ts'o, T. (1994). Kerberos: Huduma ya Uthibitishaji kwa Mitandao ya Kompyuta. IEEE Mawasiliano
- Nyaraka za Mfumo wa Hifadhi ya EOS, CERN, 2022
- Nyaraka za XRootD, 2023
- LHAASO Collaboration. (2020). Kituo Kikubwa cha Uchunguzi wa Mvua ya Hewa ya Juu
- BES III Collaboration. (2022). Ripoti ya Kiteknolojia ya Jaribio la Spektromita ya Beijing
- HERD Collaboration. (2021). Misioni ya Uchunguzi wa Mionzi ya Nishati ya Juu ya Ulimwengu - Muhtasari
- Nyaraka za Mfumo wa Faili ya Lustre, 2023
- Nyaraka za AFS, IBM, 2022
- Nyaraka za XCache, 2023
- Zhu, J. Y., Park, T., Isola, P., & Efros, A. A. (2017). Tafsiri ya Picha hadi Picha Isiyo ya Jozi kwa Kutumia Mitandao ya Adversarial Yenye Mzunguko Sawa. IEEE ICCV