PDF de programación - Extensión de los Modelos UML para el Diseño Conceptual de Sistemas de Web Services basado en la Componente de Seguridad WS-Security

Extensión de los Modelos UML para el Diseño Conceptual de Sistemas de Web Services basado en la Componente de Seguridad WS-Security
Mauricio Paletta

Extensión de los Modelos UML
para el Diseño Conceptual
de Sistemas de Web Services
basado en la Componente
de Seguridad WS-Security
Mauricio Paletta
Departamento de Ciencia y Tecnología.
Universidad Nacional Experimental de Guayana
[email protected]

RESUMEN

En los últimos años se ha venido observando un creciente interés en el desarrollo de aplicaciones prácticas basadas en la
tecnología de SOA (de sus siglas en inglés Service-Oriented Architecture), específicamente Web Services. El desarrollo de este
tipo de aplicaciones requiere de una técnica sólida de modelado que tome en cuenta todos los elementos necesarios requeridos
por este tipo de sistemas, en particular aquellos que están relacionados con la seguridad. Por otro lado, UML (de sus siglas en
inglés Unified Modeling Language) se ha convertido en uno de los estándares más utilizados en la actualidad para el modelaje
de sistemas de software. Suena lógico entonces combinar estas dos tecnologías para definir una técnica de modelado de Web
Services basado en UML. Si bien hay diversas propuestas que toman en consideración esta relación, ninguna de ellas toca
el tema relacionado con la seguridad, muy importante a la hora de desarrollar un Web Service. En este artículo se hace una
revisión de los trabajos previos en el modelado de Web Services basado en UML y se presenta una propuesta de extensión de
UML que considera el aspecto de seguridad basado en la tecnología WS-Security.

Palabras claves: UML, SOA, Web Service, WS-Security.

ABSTRACT

Extension of UML models for the Design of Web Service Systems
Based on the WS-Security Component

A growing interest in the practical applications of the Service-Oriented Architecture (SOA) technology, specifically Web
Services, has been observed in recent years. A solid modeling technique, which takes into account all required elements,
particularly those related to security, is necessary to develop this type of applications. UML (Unified Modeling Language), on
the other hand, has become one of the most used standards for software systems modeling; it is therefore logical to combine
these two technologies to define a UML based modeling technique for Web Service systems. Even though there are some
different approaches that take this relationship into account, none of them is related to security, which is very important in
the development of Web Service systems. This paper summarizes a review of previous works related to Web Service systems
modeling based on UML and describes a proposal of extending UML in order to consider the security aspect associated with
the WS-Security technology.

Keywords: UML, SOA, Web Service, WS-Security.

Artículo recibido el 25 de Octubre de 2007 y aceptado en su versión final el 13 de Noviembre de 2007

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CITEG Revista Arbitrada. Año I. N°2. Julio - Diciembre 2007

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I. INTRODUCCIÓN

Sin lugar a dudas, los servicios son uno de los
elementos de mayor importancia en el alcance
de los sistemas de información Web (WIS - de
sus siglas en inglés Web Information Systems).
Una de las ideas centrales de este enfoque es
concebir las aplicaciones como un conjunto de
servicios disponibles en la Web. En este sentido,
la tecnología de Web Services busca convertirse
en la nueva manera de implementar aplicaciones
de la Web y han tenido un gran impacto en
la forma como se desarrollan productos de
software hoy en día.

Sin embargo, no hay una base metodológica
sólida para el desarrollo de los sistemas orientados
a servicios (SOA - de sus siglas en inglés
Service-Oriented Architecture), en particular los
Web Services. Dado que esta tecnología parece
estar consolidada adecuadamente, es importante
ahora tomar en consideración la forma como
estos sistemas pueden ser modelados para
facilitar la implementación de los mismos,
específicamente tener la capacidad de generar
de forma automática el código necesario. Por
esta razón, se requieren de nuevos métodos o
técnicas de modelaje para garantizar la calidad
de estos sistemas.

Por otro lado, UML [16] (de sus siglas en inglés
Unified Modeling Language) se ha convertido
en uno de los estándares más utilizados en la
actualidad para el modelaje de sistemas de
software. Permite a los creadores de sistemas
generar diseños que capturen sus ideas en una
forma convencional y fácil de comprender para
comunicarlas a otras personas [21].

Mediante la definición de los llamados “perfiles
UML” («UML profiles»), es posible adaptar el
lenguaje de UML para ser usado en un contexto
de modelaje particular. El caso de los Web
Services no es una excepción, por lo que UML
provee un «framework» que puede ser aplicado

adecuadamente para el desarrollo de estos
sistemas.

Hacer modelos UML de la arquitectura de
un Web Service permite hacer revisiones y
discusiones del diseño conceptual en niveles
altos de abstracción, independientemente de
la forma como se haga la implementación,
enfocándose en aspectos de relevancia como
por ejemplo la consistencia de los servicios.
Según Heckel y compañía [11], los lenguajes
de modelado visuales de alto nivel como UML
tienen ventajas importantes con respecto a los
lenguajes de especificaciones de bajo nivel
usados para implementar los Web Services,
específicamente porque están basados en XML
[25] (de sus siglas en inglés extensible Markup
Language). Entre otras cosas, permiten una mejor
abstracción de los detalles de implementación y
ofrecen una mejor comprensión.

Si bien hay varios autores que han considerado en
sus propuestas de modelado el uso de UML para
el desarrollo de un Web Service [24], ninguna
de estas propuestas toca el tema relacionado con
la seguridad. Dado que los Web Services están
disponibles en la Web, la seguridad cobra un
papel importante a la hora de desarrollar este
tipo de sistemas. En este artículo se hace una
revisión de los trabajos previos en el modelado
de Web Services basado en UML y se presenta
una propuesta de extensión de UML que
considera el aspecto de seguridad basado en la
tecnología WS-Security. Aspectos conceptuales
de las tecnologías de UML y Web Service son
mostrados brevemente en la siguiente sección.

II. DESARROLLO

1. UML y la Tecnología de Web Services

UML es un lenguaje de notación visual para
el modelado de sistemas, específicamente
de software. Como lenguaje, contiene un

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vocabulario (sintaxis) y reglas (semántica)
que se enfoca en la representación conceptual
y física bajo el principio de la orientación a
objetos. UML es además un estándar avalado
por la OMG [15] (de sus siglas en inglés Object
Management Group). Este lenguaje se puede
descomponer en 4 partes [21].

1) Vistas. Muestra diferentes aspectos del
sistema que se está modelando; permite
enlazar el modelo al proceso escogido para
el desarrollo.

2) Diagramas. Gráficas que describen el

contenido de una vista.

3) Elementos del modelo. Son los conceptos
usados en
los diagramas, asociados
comúnmente a conceptos de la orientación a
objetos: clase, objeto, mensaje, etc.

4) Mecanismos generales. Proveen comentarios,
información u otros extras a los elementos del
modelo.

Basado en los aspectos del sistema a modelar,
se identifican 5 posibles vistas.

1) Vista de casos de uso. Muestra la funcionalidad
del sistema tal como es percibida por los
actores externos.

2) Vista lógica. Muestra cómo la funcionalidad
está diseñada dentro del sistema, en
términos de las estructuras estáticas y el
comportamiento dinámico.

3) Vista de componentes. Muestra la organización
de los componentes de código para construir
el sistema.

4) Vista de concurrencia. Muestra la concurrencia
(comunicación y sincronización) en el
sistema.

5) Vista de despliegue. Muestra el despliegue
o distribución del sistema en la arquitectura
física (computadoras y otros dispositivos).

Distribuidos en las vistas anteriores se tiene un
total de 9 tipos de diagramas.

1) Diagrama de casos de uso. Describe lo que
un nuevo sistema debe hacer o lo que un
sistema existente hace en término de los
requerimientos y funcionalidades.

2) Diagrama de actividades. Son usados
para mostrar el flujo de las actividades del
sistema.

3) Diagrama de clases. Describe el modelo
estático de un sistema en términos de sus
clases y las relaciones entre ellas.

4) Diagrama de objetos. Representa la aso-

ciación y relaciones entre objetos.

5) Diagramas de estados. Representa el

comportamiento del sistema en el tiempo.
6) Diagrama de colaboración. Muestra

la
interacción entre objetos mediante el
intercambio de mensajes que ocurre entre
ellos.

7) Diagrama de secuencias. Similar al diagrama
de colaboración pero haciendo énfasis en la
línea de tiempo u orden secuencial en la cual
ocurren los mensajes.

8) Diagrama de componentes. Permite modelar
la estructura del software, incluyendo depen-
dencias entre componentes en código
fuente, componentes en código binario y
componentes ejecutables.

9) Diagrama de distribución. Modela

la
distribuci