[論文レビュー] Approaches to Enhancing Cyber Resilience: Report of the North Atlantic Treaty Organization (NATO) Workshop IST-153

Alexander Kott, Benjamin Blakely+22 more|arXiv (Cornell University)|Apr 20, 2018

Information and Cyber Security参考文献 14被引用数 9

ひとこと要約

このNATOワークショップレポートは、サイバーインシデント後の回復およびパフォーマンスの再生に焦点を当てた、包括的アプローチを通じてサイバー耐性を強化する専門家の知見を統合している。回復性のモデリング、ミッション指向のシステム設計、ダイナミックディフェンス、メトリクスのフレームワークを提唱し、リスク志向から耐性志向へのシフトを図っている。

ABSTRACT

This report summarizes the discussions and findings of the 2017 North Atlantic Treaty Organization (NATO) Workshop, IST-153, on Cyber Resilience, held in Munich, Germany, on 23-25 October 2017, at the University of Bundeswehr. Despite continual progress in managing risks in the cyber domain, anticipation and prevention of all possible attacks and malfunctions are not feasible for the current or future systems comprising the cyber infrastructure. Therefore, interest in cyber resilience (as opposed to merely risk-based approaches) is increasing rapidly, in literature and in practice. Unlike concepts of risk or robustness - which are often and incorrectly conflated with resilience - resiliency refers to the system's ability to recover or regenerate its performance to a sufficient level after an unexpected impact produces a degradation of its performance. The exact relation among resilience, risk, and robustness has not been well articulated technically. The presentations and discussions at the workshop yielded this report. It focuses on the following topics that the participants of the workshop saw as particularly important: fundamental properties of cyber resilience; approaches to measuring and modeling cyber resilience; mission modeling for cyber resilience; systems engineering for cyber resilience, and dynamic defense as a path toward cyber resilience.

研究の動機と目的

• 複雑なサイバーフィジカルシステムにおいて、従来のリスクとレジliエンスモデルを超えたサイバー耐性の向上の必要性に対応する。
• 実務においてしばしば混同されるが、耐性、リスク、レジリエンスの技術的差異を明確にする。
• 重要なインフラおよび防衛システムにサイバー耐性を測定・モデリング・設計に統合するための実行可能なアプローチを開発する。
• 動的防御およびシステム工学的手法が、適応的で自己修復可能なサイバー系を実現する道筋であることを探求する。
• 敵対的状況や障害時においても機能継続を保証するミッション指向の耐性基盤を構築する。

提案手法

• NATOの専門家を対象に多分野融合型ワークショップを実施し、サイバー耐性における根幹的原則と技術的課題を同定した。
• 回復とパフォーマンス再生に重点を置き、耐性とリスク・レジリエンスの区別を明確にする概念的フレームワークを提唱した。
• サイバー耐性を運用目標とシステムレベルのパフォーマンス目標に一致させるためのミッションモデリング技術を開発した。
• サイバーフィジカルシステムの設計ライフサイクルに耐性を統合するためのシステム工学的手法を導入した。
• 攻撃者を混乱させ、システムの適応性と回復性を高めるためのプロアクティブな戦略として、動的防御を検討した。
• 回復時間やパフォーマンス劣化のしきい値といった、耐性を定量化するためのメトリクスとモデリング手法を策定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 技術的システムにおいて、サイバー耐性を形式的に定義し、リスクおよびレジリエンスから区別する方法は何か？
• RQ2 攻撃または故障状況下でのサイバーフィジカルシステムにおける耐性を的確に捉えるための測定可能なメトリクスとモデルは何か？
• RQ3 ミッション目標をシステム設計に統合することで、サイバーインシデント発生時およびその直後も機能継続を確保する方法は何か？
• RQ4 耐性を開発ライフサイクルに体系的に統合するためのシステム工学的実践は何か？
• RQ5 動的防御メカニズムは、全体的なシステム耐性をどのように向上させるか？

主な発見

• サイバー耐性はリスク管理やレジリエンスとは異なり、インシデント発生後の回復とパフォーマンス再生に焦点を当てる。
• 耐性とリスク・レジリエンスの明確な概念的フレームワークが確立され、長年の曇りが解消された。
• ミッションモデリングは、運用目標と耐性を一致させるために不可欠であり、ストレス状況下でもシステムの機能継続を保証する。
• 攻撃者の不確実性を高め、システムの適応性を向上させる観点から、動的防御戦略は耐性の実現に有効なエンablerであると特定された。
• 回復時間やパフォーマンス劣化のしきい値といった、測定可能な耐性メトリクスが、システム評価に向け提案された。
• 設計段階から耐性を組み込むシステム工学的実践は、システムのレジリエンスと適応性を顕著に向上させる。