[논문 리뷰] A Combined Dependability and Security Approach for Third Party Software in Space Systems

David Escorial Rico, Mark Hann|arXiv (Cornell University)|2016. 08. 22.

Distributed systems and fault tolerance참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 시간-공간 분할과 다중 보안 수준을 활용하여 제3자 소프트웨어의 신뢰성 및 보안 프레임워크를 통합적으로 제안한다. 구성 요소를 격리하고 보안 정책을 강제 적용함으로써 기능 장애 및 사이버 위협에 대한 저항성을 향상시켜, 제3자 소프트웨어 취약성으로 인한 임무 핵심 시스템 장애 위험을 크게 감소시킨다.

ABSTRACT

Software components for on-board architectures in the space domain are increasingly reliant on Commercial Off-The-Shelf (COTS), Open Source (OSS) or other third party software products. However, these software components often have not been built with mission critical requirements in mind. Development project teams incorporating these products have limited knowledge of or control over the processes applied during the design, implementation, testing and maintenance of selected COTS/OSS software products. These constraints generate uncertainty of potential software induced failures. Moreover, the lack of information regarding security vulnerabilities increases the risks of their usage, since their exploitation might lead to undesired behaviour of the software and therefore to a system failure. The purpose of this paper is to present a combined approach that takes into account reliability and security enhancements for third party software, based on Time-Space Partitioning and Multiple Levels of Security.

연구 동기 및 목표

• 우주 시스템에서 COTS 및 오픈소스 소프트웨어(OSS)를 포함해 점점 더 증가하는 제3자 소프트웨어 의존도를 해결하기 위해, 이는 종종 임무 핵심 설계를 갖추지 못한다.
• 제3자 소프트웨어 개발 및 유지보수 과정에 대한 통제력과 가시성의 한계로 인한 위험을 완화하기 위해.
• 제3자 구성 요소에 대한 검증되지 않은 또는 알려지지 않은 취약성으로 인한 소프트웨어 장애 잠재력의 불확실성을 줄이기 위해.
• 기능 장애 및 사이버 위협에 대한 시스템 저항성을 향상시키기 위해 신뢰성 및 보안 메커니즘을 통합하기 위해.
• 기내 우주 소프트웨어 아키텍처의 안전성과 보안을 확보하기 위한 실용적이고 확장 가능한 프레임워크를 제공하기 위해.

제안 방법

• 핵심 시스템 기능에서 제3자 소프트웨어 구성 요소를 격리하기 위해 시간-공간 분할을 적용한다.
• 다양한 소프트웨어 구성 요소 간의 액세스 제어 및 무결성 정책을 강제하기 위해 다중 보안 수준을 구현한다.
• 격리된 파티션 내에서 장애 탐지 및 복구와 같은 신뢰성 메커니즘을 통합한다.
• 보안 및 신뢰성 제약 조건이 시스템 아키텍처 수준에서 강제 적용됨을 공식 방법으로 검증한다.
• 각 파티션이 정의된 시간 및 보안 경계 내에서 작동하는 계층적 소프트웨어 아키텍처를 설계한다.
• 주요 시스템에 통합하기 전에 제3자 구성 요소에 보안 강화 기법을 적용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 제3자 소프트웨어를 사용하는 우주 시스템에서 신뢰성과 보안을 어떻게 공동으로 다룰 수 있는가?
• RQ2 효과적인 격리 및 제3자 소프트웨어 구성 요소 보호를 가능하게 하는 아키텍처 패턴은 무엇인가?
• RQ3 시간-공간 분할은 신뢰할 수 없는 소프트웨어에서 기인한 장애에 대한 시스템 저항성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 다중 보안 수준은 제3자 소프트웨어의 취약성을 어떻게 완화하는가?
• RQ5 통합적 접근 방식은 소프트웨어 유도 장애 또는 사이버 공격으로 인한 시스템 장애 위험을 줄일 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 접근 방식은 시간-공간 분할을 통해 제3자 소프트웨어 구성 요소를 성공적으로 격리하여 장애 전파 위험을 감소시켰다.
• 다중 보안 수준 강제 적용은 무단 액세스를 방지하고 핵심 시스템 기능의 무결성을 확보한다.
• 프레임워크는 격리된 파티션 내에서 장애 및 보안 침해를 탐지하고 제어할 수 있도록 한다.
• 신뢰성 및 보안 메커니즘의 통합은 성능에 영향을 주지 않으면서도 전체 시스템의 저항성을 향상시킨다.
• 이 접근 방식은 기존 기내 아키텍처에 적용 가능하며 임무 핵심 시스템에서 점진적 배포를 지원한다.
• 이 솔루션은 특히 COTS 및 OSS 구성 요소에서 기인한 제3자 소프트웨어로 인한 시스템 동작의 불확실성을 감소시킨다.