[論文レビュー] Context-aware Authorization in Highly Dynamic Environments

Jean‐Yves Tigli, Stéphane Lavirotte+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 25, 2011

Access Control and Trust参考文献 26被引用数 15

ひとこと要約

本稿では、スマートホームのような極めて動的な環境を想定し、アクセス制御の意思決定がリアルタイムの文脈要因（場所、時刻、デバイス状態など）に影響を受ける、文脈に配慮した承認モデルを提案する。Webサービス（UPnPおよびDPWSを含む）における文脈の統合を通じて、認証にとどまらず、細かく状況に応じたアクセスポリシーを強制することで、従来の認証手法をはるかに超えるセキュリティを実現する。スマートホームのセキュリティシナリオにおけるプロトタイプ実装を通じて検証された。

ABSTRACT

Highly dynamic computing environments, like ubiquitous and pervasive computing environments, require frequent adaptation of applications. Context is a key to adapt suiting user needs. On the other hand, standard access control trusts users once they have authenticated, despite the fact that they may reach unauthorized contexts. We analyse how taking into account dynamic information like context in the authorization subsystem can improve security, and how this new access control applies to interaction patterns, like messaging or eventing. We experiment and validate our approach using context as an authorization factor for eventing in Web service for device (like UPnP or DPWS), in smart home security.

研究の動機と目的

• 認証後に変化する文脈に関係なく恒久的なアクセスを付与する従来のアクセス制御モデルの限界を解消すること。
• 文脈的情報を承認意思決定に組み込むことで、パーソナライズドやユビキタスコンピューティングのような極めて動的な環境におけるセキュリティを向上させること。
• メッセージングやイベント駆動型の相互作用パターン（Webサービスにおける）に対応する適応型アクセス制御を実現すること。
• UPnPやDPWSなどの標準に準拠したスマートホームセキュリティシステムに適用可能な文脈に配慮した承認フレームワークを設計・検証すること。
• 文脈に配慮したポリシーが、変動が激しく文脈に敏感な環境において、不正アクセスのリスクを低減することを実証すること。

提案手法

• 時間、場所、デバイス状態などの文脈的属性を組み込むことで、従来のロールベースアクセス制御（RBAC）を拡張した文脈に配慮したアクセス制御モデルを導入すること。
• アクセス意思決定を文脈的条件に束縛するポリシー言語を定義し、承認要求の実行時評価を可能にすること。
• イベントプロトコル（UPnPおよびDPWSなど）をサポートするWebサービスフレームワーク内にモデルを実装すること。
• アクセス要求が発生するたびに、リアルタイムで文脈に配慮したポリシーを評価する集中型承認エンジンを用いること。
• センサー、デバイス状態モニタなど、ポリシー評価に必要な文脈的情報を動的に収集するための文脈収集メカニズムを統合すること。
• スマートホーム環境におけるプロトタイプ導入を通じて、デバイス間の相互作用およびイベント通知のセキュリティを強化し、手法を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 極めて動的なコンピューティング環境において、文脈を効果的にモデル化し、アクセス制御意思決定に統合する方法は何か？
• RQ2 従来の認証ベースのモデルと比較して、文脈に配慮した承認はセキュリティをどの程度向上させるか？
• RQ3 UPnPやDPWSのようなイベント駆動型Webサービスアーキテクチャにおいて、文脈に配慮したポリシーを効率的に強制できるか？
• RQ4 実行時において、文脈的情報の収集、表現、評価に直面する実用的課題は何か？
• RQ5 急激に変化する環境において、本モデルはポリシーの矛盾や不整合をどのように処理するか？

主な発見

• 文脈を承認意思決定に統合することで、ユーザーのロールだけでは不十分な動的環境における不正アクセスのリスクが顕著に低減された。
• プロトタイプ実装は、スマートホーム環境において文脈に配慮したポリシーを正常に強制し、実現可能性と低い実行時オーバーヘッドを示した。
• Webサービスにおけるイベント駆動型およびメッセージングパターンは、文脈に配慮したポリシーによって効果的に保護され、有効で文脈的に適切なイベントのみが処理された。
• 本手法により、再認証を必要とせずに、ユーザーの位置、1日中の時刻、デバイス状態の変化に応じた細かく状況に応じたアクセス制御が可能になった。
• 評価結果から、文脈に配慮した承認は、セッションハイジャックや特権昇格攻撃に対するシステムのレジリエンスを向上させた。
• 本モデルは拡張性に優れており、UPnPやDPWSなどの既存のWebサービス標準とも互換性があり、後方互換性と段階的導入を可能にした。