[논문 리뷰] A Novel Anonymous Cloud Architecture Design; Providing Secure Online Services and Electronic Payments

Mehran Alidoost Nia, Aida Ghorbani외 1명|arXiv (Cornell University)|2014. 04. 08.

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting참고 문헌 3인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 사용자 신원 익명성을 유지하면서도 안전한 온라인 서비스와 전자 결제를 가능하게 하는 혁신적인 익명 클라우드 아키텍처를 제안한다. 표준 네트워크 프로토콜을 활용하고 가용성 파라미터를 도입하여 기존 클라우드 모델에 비해 향상된 보안성과 익명성 확보를 달성하며, Tor에 의존하지 않는다. 평가 결과는 향상된 효율성과 프라이버시 보장을 입증한다.

ABSTRACT

Anonymous cloud architecture provides secure environment for business and also e-commerce approaches. By using this type of architecture, we can propose anonymous online applications. Customers who need secure and reliable online services should pay for provided services. A big problem is electronic payment that is needed for billing customers. But customer identity should be remained anonymous during and also after payment procedure. In this paper we propose a novel and modified anonymous architecture that ensures customers that hide their identity from others. This architecture is used from common network protocols and we eliminate Tor anonymous service from architecture design space because of independency. The here is introduced scalability parameter in anonymous cloud architecture design space. After all we compare proposed architecture with other popular cloud architectures in this range and we obtain its advantages according to efficiency, security and anonymity.

연구 동기 및 목표

• 전자 결제 중 및 이후 사용자 신원 익명성을 보장하는 클라우드 아키텍처를 설계하기 위해.
• Tor에 의존하지 않으면서도 클라우드 기반 서비스에서 강력한 익명성과 보안을 유지하기 위해.
• 성능 향상과 익명 클라우드 시스템의 실용적 구현을 위한 확장성 파라미터를 도입하기 위해.
• 기존 클라우드 모델과의 효율성, 보안성, 익명성 측면에서 제안된 아키텍처를 비교하기 위해.
• 엔드 투 엔드 프라이버시 보존을 지원하는 전자상거래 및 안전한 온라인 애플리케이션을 제공하기 위해.

제안 방법

• 특수한 익명 네트워크(예: Tor)에 의존하지 않도록 표준 네트워크 프로토콜을 통합하여 호환성과 독립성을 확보하기 위해.
• 거래 처리 및 서비스 접근 중 사용자 신원을 마스킹하기 위해 암호 기법을 적용하기 위해.
• 성능을 증명하기 위해 부하 증가 조건에서의 성능 평가를 위한 공식적인 확장성 파라미터를 정의하고 설계에 통합하기 위해.
• 암호학적 추상화를 통해 결제 기록과 사용자 신원을 분리함으로써 익명 청구를 지원하기 위해.
• 보안성, 효율성, 익명성 지표 측면에서 기존에 확립된 클라우드 아키텍처와의 비교 분 析를 통해 설계를 평가하기 위해.
• 실제 전자상거래 워크로드를 반영한 시뮬레이션 환경에서 아키텍처를 구현하고 테스트하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 클라우드 기반 서비스 환경에서 전자 결제 중 사용자 신원은 어떻게 유지할 수 있는가?
• RQ2 Tor에 의존하지 않고 강력한 익명성을 달성하기 위해 필요한 아키텍처 구성 요소는 무엇인가?
• RQ3 제안된 확장성 파라미터는 익명 클라우드 시스템의 성능과 프라이버시에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 기존 모델과 비교할 때 제안된 아키텍처의 보안성, 효율성, 익명성 측면에서의 상대적 이점은 무엇인가?
• RQ5 오직 표준 네트워크 프로토콜만을 사용하여 안전하고 익명적인 클라우드 서비스를 구축할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 아키텍처는 결제 및 서비스 접근 라이프사이클 전반에 걸쳐 사용자 신원 익명성을 성공적으로 유지한다.
• 공식적인 확장성 파라미터 통합을 통해 기존 클라우드 모델 대비 향상된 효율성과 확장성을 달성한다.
• 사용자 신원을 거래 데이터에서 암호학적으로 분리함으로써 보안성과 익명성이 향상된다.
• 프라이버시 보존 및 성능 측면에서 기존 모델 대비 실현 가능성과 우수성을 입증한다.
• Tor 의존성 제거로 인해 시스템 안정성이 향상되고 공격 표면이 감소하지만 강력한 익명성은 유지된다.
• 평가 결과, 보안성, 효율성, 익명성의 핵심 지표에서 제안된 모델이 기존 클라우드 아키텍처를 뛰어넘는 것으로 확인되었다.