[論文レビュー] Secure Authentication of Cloud Data Mining API

Rohit Bhadauria, Rajdeep Borgohain+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2013

Cryptographic Implementations and Security参考文献 26被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、マルチテントのクラウド環境における重要なセキュリティおよびプライバシー課題に対処する、クラウドベースのデータマイニングAPI向けの安全でワンタイムパスキーに基づく認証フレームワークを提案する。ネットワーク、アプリケーション、仮想化レイヤーに暗号メカニズムを統合することで、相互認証と強力なアクセス制御を実現し、動的かつ変化し続けるクラウドワークロードにおけるサービスプロバイダーおよびユーザーの両方の信頼性と機密性を顕著に向上させる。

ABSTRACT

Cloud computing is a revolutionary concept that has brought a paradigm shift in the IT world. This has made it possible to manage and run businesses without even setting up an IT infrastructure. It offers multi-fold benefits to the users moving to a cloud, while posing unknown security and privacy issues. User authentication is one such growing concern and is greatly needed in order to ensure privacy and security in a cloud computing environment. This paper discusses the security at different levels viz. network, application and virtualization, in a cloud computing environment. A security framework based on one-time pass key mechanism has been proposed. The uniqueness of the proposed security protocol lies in the fact, that it provides security to both the service providers as well the users in a highly conflicting cloud environment.

研究の動機と目的

• クラウドコンピューティングにおける増大するセキュリティおよびプライバシー懸念、特にマルチテント環境におけるユーザー認証に関する課題を解決すること。
• 対立するクラウドインfraストラクチャにおいて、サービスプロバイダーおよびユーザーの両方を保護する統合的セキュリティフレームワークを設計すること。
• クラウドベースのデータマイニングサービスにおける従来の認証手法に関連するリスクを軽減すること。
• ネットワーク、アプリケーション、仮想化レイヤーで強力な暗号的保証を提供するエンドツーエンドの認証を提供すること。

提案手法

• クラウド環境におけるネットワーク、アプリケーション、仮想化レイヤーをカバーする多層セキュリティフレームワークを設計する。
• リプレイ攻撃を防止し、セッション整合性を強化するためのワンタイムパスキー機構を採用する。
• ユーザーとクラウドサービスプロバイダー間の相互認証を保証する暗号プリミティブを統合する。
• 認証資格情報の有効期限を制限するためのタイムバウンドトークンを用いることで、露出時間の短縮を図る。
• APIレベルの相互作用における効率性とセキュリティを確保するため、対称鍵およびハッシュベースの技術を適用する。
• 一般的なクラウド攻撃ベクトルの分析を通じて、プロトコルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチテント環境におけるクラウドベースのデータマイニングAPIに対して、強力で軽量な認証をどのように実現できるか。
• RQ2 ユーザーのプライバシーとデータ機密性を保護しつつ、相互認証を保証するためのメカニズムは何か。
• RQ3 提案されたフレームワークは、リプレイ攻撃やミドルマン攻撃といった一般的なクラウド脅威に対してどのように耐性を示すか。
• RQ4 ワンタイムパスキー機構は、静的パスワードベースのシステムに比べてどのようにセキュリティを向上させるか。
• RQ5 このフレームワークは、多様なクラウドデプロイメントモデルにおいて、パフォーマンスとスケーラビリティをどのように維持するか。

主な発見

• 提案されたフレームワークは、リプレイ攻撃やセッション乗っ取り攻撃といった一般的なクラウド認証脆弱性を効果的に軽減する。
• ワンタイムパスキー機構は、資格情報の盗難や不正アクセスのリスクを顕著に低減する。
• 多層アプローチにより、ネットワーク、アプリケーション、仮想化レイヤー全体で強力なセキュリティを実現する。
• プロトコルは相互認証をサポートし、ユーザーとサービスプロバイダー間の信頼性を向上させる。
• リアルタイムのデータマイニングワークロードに適した計算効率を維持する。
• 脅威モデル分析により、スプーフィングや特権昇格攻撃といった主なクラウド固有の攻撃ベクトルに対する耐性が確認された。