[論文レビュー] Biologically Inspired Execution Framework for Vulnerable Workflow Systems

Sohail Safdar, Mohd Fadzil Hassan+2 more|ArXiv.org|Nov 2, 2009

Scientific Computing and Data Management参考文献 7被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、カメレオンの適応的 camouflageと生物学的好まずきの模倣によって、侵入攻撃中のワークフローシステムのレジリエンスを向上させる生物学的にインspiredな実行フレームワークを提案する。データの機密性、完全性、可用性を維持しながらシステムの可用性を保つことで、脆弱な状態にあっても継続的なサービス提供を可能にし、従来のストップアンドウェイ回復モデルに比べて著しく高いレジリエンスを実現する。

ABSTRACT

The main objective of the research is to introduce a biologically inspired execution framework for workflow systems under threat due to some intrusion attack. Usually vulnerable systems need to be stop and put into wait state, hence to insure the data security and privacy while being recovered. This research ensures the availability of services and data to the end user by keeping the data security, privacy and integrity intact. To achieve the specified goals, the behavior of chameleons and concept of hibernation has been considered in combination. Hence the workflow systems become more robust using biologically inspired methods and remain available to the business consumers safely even in a vulnerable state.

研究の動機と目的

• 侵入攻撃時に脆弱なワークフローシステムで生じるサービス中断という重要な問題に対処すること。
• セキュリティ侵害中およびその直後においても、データの機密性、完全性、可用性を維持すること。
• 従来の回復モデルとは異なり、完全なシステム停止を避けることでダウンタイムを短縮すること。
• カメレオンの行動と好まずきから得た生物学的インスパイアドメカニズムを用いて、システムのレジリエンスを向上させること。
• 継続的な脅威や脆弱性が存在する中でも、エンドユーザーへのサービスの途切れのない提供を保証すること。

提案手法

• 脅威への対応として、カメレオンにインスパイアされた適応的行動を採用し、動的にシステム状態を再構成すること。
• 高リスク状況下でのシステム状態とデータの保持を目的とした好まずきメカニズムを実装すること。
• 生物学的好まずきの原則を統合し、リソース消費を最小限に抑えつつシステムの準備状態を維持すること。
• セキュリティ強化と継続的可用性の両立を図るハイブリッド実行モデルを設計すること。
• カメレオンの行動模倣を用いて、攻撃中に検知を回避するためのステルス的状態遷移を実現すること。
• 状態保持と脅威認識実行を組み合わせ、ワークフローの安全な継続を可能とすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ワークフローシステムは、データセキュリティを損なわせることなく、アクティブな侵入攻撃中でも可用性を維持できるか？
• RQ2 カメレオンに似た適応的 camouflage は、脆弱状態におけるシステムのレジリエンスをどの程度向上できるか？
• RQ3 生物学的好まずきの原則を、ワークフローシステムにおける安全で軽量なシステム回復に効果的に応用できるか？
• RQ4 本フレームワークは、従来のストップアンドウェイ回復モデルと比較して、サービス継続性においてどのように異なるか？
• RQ5 システムが脅威下で稼働している際、どのようにしてデータ完全性と機密性を保証できるか？

主な発見

• フレームワークにより、システムが攻撃を受けている間でも継続的なサービス提供が可能となり、完全なシステム停止を回避できる。
• カメレオンの行動を模倣することで、検知および悪用のリスクを低減する動的状態適応が実現される。
• 好まずきメカニズムの統合により、データ損失なしにシステム状態を保持し、回復を高速化できる。
• 本アプローチは、脅威下でもデータの機密性、完全性、可用性を維持し、セキュリティの三要素要件を満たす。
• 脆弱性の期間中でもエンドユーザーに対してシステムが運用可能であり、レジリエンスが著しく向上する。
• 本フレームワークは、実行を完全に停止する従来の回復モデルに対する実用的な代替手段を示している。