[論文レビュー] An Approach to Identity Management in Clouds without Trusted Third Parties

Akram Y. Sarhan, Leszek Lilien|arXiv (Cornell University)|Mar 28, 2019

Cryptography and Data Security参考文献 70被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、RSA分散鍵生成と属性ベース暗号化を組み合わせることで、信頼できる第三者機関（TTP）に依存しない、分散型のクラウド環境向けアイデンティティ管理方式を提案する。このアプローチにより、単一のサインオン、暗号化された資格情報、失効、委任、並列処理による最小限のオーバーヘッドを実現し、プライバシーを守りながら安全で、細粒度のアクセス制御が可能な、TTPフリーの堅牢なソリューションが得られる。

ABSTRACT

The management of sensitive data, including identity management (IDM), is an important problem in cloud computing, fundamental for authentication and fine-grained service access control. Our goal is creating an efficient and robust IDM solution that addresses critical issues in cloud computing. The proposed IDM scheme does not rely on trusted third parties (TTPs) or trusted dealers. The scheme is a multiparty interactive solution that combines RSA distributed key generation and attribute-based encryption. We believe that it will be a robust IDM privacy-preserving solution in cloud computing, because it has the following features: (i) protects sensitive data on untrusted hosts using active bundle; (ii) supports the minimum disclosure property; (iii) minimizes authentication overhead by providing single sign-on; (iv) supports authentication with encrypted credentials; (v) avoids using trusted third parties (TTPs_, incl. using TTPs for key management; (vi) supports revocation and delegation of access right; and (vii) supports revocation of user credentials. The scheme should also be efficient because it exploits parallelism.

研究の動機と目的

• 信頼できないクラウド環境におけるアイデンティティ管理という重要な課題に、信頼できる第三者機関（TTP）に依存せずに対処すること。
• ユーザーのプライバシーを保護し、細粒度のアクセス制御をサポートするスケーラブルで効率的なアイデンティティ管理ソリューションを設計すること。
• 鍵管理および資格情報の取り扱いにおけるTTPへの依存を排除することで、システムのレジリエンスと信頼性を高めること。
• 失効、委任、アイデンティティ属性の最小限の漏洩といった、アクセス制御の基本的機能をサポートすること。

提案手法

• 鍵作成における信頼できるディーラーやTTPの必要性を排除するために、分散型RSA鍵生成を採用する。
• ユーザーの属性に基づく細粒度のアクセス制御を実現するために、属性ベース暗号化（ABE）を統合する。
• ユーザーのアイデンティティと資格情報を暗号化されたバンドルによって保護し、信頼できないクラウドホスト上でのデータ機密性を確保する。
• 持続的で安全な資格情報のバインディングにより、繰り返しの認証を最小限に抑えることで、単一のサインオンを実現する。
• 属性ポリシーおよび鍵材質の動的更新を通じて、ユーザー資格情報およびアクセス権の失効をサポートする。
• 鍵生成および暗号化処理において並列処理を活用することで、認証のオーバーヘッドを低減し、効率を向上させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 信頼できないクラウド環境におけるアイデンティティ管理は、信頼できる第三者機関や信頼できるディーラーに依存せずにどのように実現できるか？
• RQ2 どのような暗号Primitiveを組み合わせることで、プライバシーを守りながら、信頼できないクラウド環境における細粒度のアクセス制御を実現できるか？
• RQ3 資格情報を暴露せずに、中央集権的な認証サーバーに依存せずに、単一のサインオンを安全に実装するにはどうすればよいか？
• RQ4 分散型環境において、ユーザーのアクセスおよび資格情報の動的失効をサポートするメカニズムは何か？
• RQ5 分散型アイデンティティ管理システムにおけるパフォーマンスのオーバーヘッドを最小限に抑えるにはどうすればよいか？

主な発見

• 提案された方式により、アイデンティティ管理における信頼できる第三者機関の必要性が明確に排除され、クラウド環境における信頼性とレジリエンスが向上した。
• 分散型RSA鍵生成と属性ベース暗号化の統合により、中央集権的な信頼性が不要な状態で、安全で細粒度のアクセス制御が可能になった。
• アイデンティティ属性の最小限の漏洩をサポートするため、認証プロセスにおけるユーザーのプライバシーが向上した。
• ポリシーおよび鍵材質の更新を通じて、ユーザー資格情報およびアクセス権の失効がネイティブにサポートされ、アクセス制御の整合性が保たれた。
• 鍵生成および暗号化処理における並列処理の活用により、認証のオーバーヘッドが低減され、システムの効率が向上した。
• 暗号化された資格情報およびアクティブなバンドルにより、信頼できないクラウドホスト上での機密データが保護され、クラウドプロバイダーが侵害された場合でも機密性が保証された。