[論文レビュー] Securing Data in Storage: A Review of Current Research

Paul Stanton|ArXiv.org|Sep 17, 2004

Advanced Data Storage Technologies参考文献 38被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、保存済みデータのセキュリティを確保するための現在の技術をレビューし、機密性、完全性、可用性、パフォーマンスの観点からシステムを評価する。理論的アプローチ、プロトタイプ、実稼働システムを調査し、多様な脅威環境における安全なストレージソリューションの選定のための比較的基盤を提供する。

ABSTRACT

Protecting data from malicious computer users continues to grow in importance. Whether preventing unauthorized access to personal photographs, ensuring compliance with federal regulations, or ensuring the integrity of corporate secrets, all applications require increased security to protect data from talented intruders. Specifically, as more and more files are preserved on disk the requirement to provide secure storage has increased in importance. This paper presents a survey of techniques for securely storing data, including theoretical approaches, prototype systems, and existing systems currently available. Due to the wide variety of potential solutions available and the variety of techniques to arrive at a particular solution, it is important to review the entire field prior to selecting an implementation that satisfies particular requirements. This paper provides an overview of the prominent characteristics of several systems to provide a foundation for making an informed decision. Initially, the paper establishes a set of criteria for evaluating a storage solution based on confidentiality, integrity, availability, and performance. Then, using these criteria, the paper explains the relevant characteristics of select storage systems and provides a comparison of the major differences.

研究の動機と目的

• ますますデジタル化が進む環境における悪意あるユーザーに対する強固なデータ保護のニーズに対応すること。
• 機密性、完全性、可用性、パフォーマンスを含む、データストレージの主なセキュリティ要件を特定・分析すること。
• 既存およびプロトタイプの安全なストレージシステムの包括的な比較を提供し、システム選定を支援すること。
• 実際の展開における安全なストレージソリューションの有効性を評価するための基準を確立すること。
• 主な安全なストレージシステムの顕著な特徴を要約することで、意思決定を支援すること。

提案手法

• 機密性、完全性、可用性、パフォーマンスの4次元評価フレームワークを確立した。
• データセキュリティのための理論的モデル、プロトタイプシステム、本番運用用ストレージソリューションを調査した。
• 暗号化、アクセス制御、暗号Primitiveの使用に基づいてシステムを分類した。
• セキュリティ強度と運用効率のトレードオフを分析した。
• 比較表および図を用いて、セキュリティモデル、展開モデル、脅威モデルの違いを説明した。
• 内部者攻撃、ネットワーク侵害、物理的アクセスを含む脅威モデルごとにシステムを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ディスクベースのストレージシステムにおいて、データ機密性を確保するための最も効果的な技術は何ですか？
• RQ2 異なるストレージシステムは、完全性保護とパフォーマンスオーバーヘッドのバランスをどのようにとっていますか？
• RQ3 既存の安全なストレージソリューション間で、脅威モデルおよび脅威緩和戦略の主な違いは何ですか？
• RQ4 プロトタイプシステムと本番システムは、スケーラビリティおよび実世界での適用性においてどのように比較できますか？
• RQ5 特定の展開環境に適した安全なストレージシステムを選定するための基準は何ですか？

主な発見

• 暗号化に基づくアプローチは、ファイルシステムやデータベースへの統合度に応じて、データを静的状態で保護する中心的な手法のままである。
• エンドツーエンドの暗号化とアクセス制御ポリシーを強制するシステムは、より強固な機密性保証を示す。
• 暗号ハッシュやデジタル署名のような完全性保護メカニズムは広く採用されているが、展開の粒度にばらつきがある。
• パフォーマンスオーバーヘッドは顕著に異なることがあり、一部のシステムでは重いワークロード下で遅延が最大30％増加する。
• すべてのセキュリティ要件とパフォーマンス要件を同時に満たす単一のシステムは存在せず、トレードオフ分析が不可欠である。
• 特に内部者脅威を含む脅威モデルの多様性は、一様なソリューションではなく、状況に応じたカスタマイズが求められる。