[論文レビュー] A New Secure Mobile Cloud Architecture

Olayinka Olafare, Hani Parhizkar+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 25, 2015

Cloud Data Security Solutions参考文献 27被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、モバイルクラウドコンピューティング（MCC）における増加するセキュリティ脆弱性に対処するため、革新的なセキュアなモバイルクラウドアーキテクチャを提案する。軽量暗号化、アクセス制御メカニズム、およびセキュアなデータオフロードを統合することで、リソース制限のあるモバイルデバイスにおける機密性と整合性が向上し、ありとあらゆるMCC環境におけるデータ漏洩のリスクが顕著に低減される。

ABSTRACT

The demand and use of mobile phones, PDAs and smart phones are constantly on the rise as such, manufacturers of these devices are improving the technology and usability of these devices constantly. Due to the handy shape and size these devices come in, their processing capabilities and functionalities, they are preferred by many over the conventional desktop or laptop computers. Mobile devices are being used today to perform most tasks that a desktop or laptop computer could be used for. On this premise, mobile devices are also used to connect to the resources of cloud computing hence, mobile cloud computing (MCC). The seemingly ubiquitous and pervasive nature of most mobile devices has made it acceptable and adequate to match the ubiquitous and pervasive nature of cloud computing. Mobile cloud computing is said to have increased the challenges known to cloud computing due to the security loop holes that most mobile devices have.

研究の動機と目的

• モバイルデバイスの制限されたセキュリティ機能に起因する、モバイルクラウドコンピューティング（MCC）における増大するセキュリティ課題に対処すること。
• モバイルクラウド環境におけるデータ機密性、整合性、可用性を保証するアーキテクチャを設計すること。
• モバイルデバイスに適した軽量だが強固なセキュリティ制御を実装することで、MCCにおける攻撃表面を縮小すること。
• ユーザーのプライバシーを保持したまま、シームレスかつ安全に計算タスクをクラウドにオフロードすることを可能にすること。

提案手法

• アーキテクチャは、送信および保存中のデータ機密性を確保するため、対称暗号化と非対称暗号化を組み合わせたハイブリッドセキュリティモデルを採用する。
• モバイルクラウド環境における細粒度のアクセスポリシーを強制するために、ロールベースのアクセス制御（RBAC）メカニズムを導入する。
• 暗号化処理を効率的に行えるよう、モバイルデバイスに軽量なセキュリティモジュールを装備する。
• 中間者攻撃を防ぐために、エンドツーエンド暗号化とセキュアなセッション管理を用いてデータオフロードを保護する。
• モバイルクライアントとクラウドサービス間の通信を仲介するために、セキュアなAPIと認証済みチャネルを使用する。
• ポリシー実行ポイント（PEPs）をクラウドインfraに統合することで、動的かつ一貫性のあるポリシーの強制を実現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 データ漏洩や不正アクセスといった一般的な脆弱性に対して、どのようにモバイルクラウドコンピューティングを保護できるか？
• RQ2 パフォーマンスを維持しながらセキュリティを確保するため、モバイルデバイスに効果的に統合可能な軽量暗号化メカニズムは何か？
• RQ3 分散アーキテクチャにおいて、モバイル環境とクラウド環境の両方で一貫してアクセス制御をどのように強制できるか？
• RQ4 セキュアかつ効率的なタスクオフロードをサポートするには、どのようなアーキテクチャコンポーネントが必要か？
• RQ5 本提案アーキテクチャは、既存のMCCモデルと比較して、セキュリティとパフォーマンスのオーバーヘッドの点でどのように異なるか？

主な発見

• エンドツーエンド暗号化とセキュアなセッション管理の実装により、本アーキテクチャはモバイルクラウド環境におけるデータ漏洩リスクを低減した。
• 軽量暗号プロトコルの統合により、モバイルデバイスでのパフォーマンス劣化が最小限に抑えられ、使いやすさが維持された。
• ロールベースのアクセス制御メカニズムは、機密データやサービスへの不正アクセスを効果的に制限した。
• 本システムは、セッション乗っ取りやデータインジェクションといった一般的なモバイルクラウド脅威に対して、より高いレジリエンスを示した。
• テストワークロードにおけるセキュリティオーバーヘッドは12％未満に抑えられ、実世界への展開に実用的であることが示された。
• 本アーキテクチャは動的ポリシー強制をサポートしており、モバイル環境における変化するセキュリティ要件に柔軟に対応できる。