[논문 리뷰] A Novel Trigon based Dual Authentication Protocol for Enhancing Security in Grid Environment

V. Ruckmani, G. Sudha Sadasivam|arXiv (Cornell University)|2010. 01. 12.

Distributed and Parallel Computing Systems참고 문헌 21인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 격자 계산 환경에서 보안을 향상시키기 위해 삼각함수 원리(Trigon)를 기반으로 한 이중 인증 프로토콜을 제안한다. 사용자 암호를 인증 서버와 백엔드 서버에 분리하여 저장함으로써, 단일 서버가 손상되더라도 암호가 泄露되지 않도록 하여 단일 지점 장애에 대한 저항력을 크게 향상시킨다. 이 프로토콜은 양 서버의 결합된 검증이 이루어져야만 접근이 허용되므로, 한 서버가 해킹되더라도 전체 암호가 노출되지 않으며, 이로 인해 단일 지점 해킹 공격에 대한 저항력이 크게 향상된다.

ABSTRACT

In recent times, a necessity has been raised in order to distribute computing applications often across grids. These applications are dependent on the services like data transfer or data portal services as well as submission of jobs. Security is of utmost importance in grid computing applications as grid resources are heterogeneous, dynamic, and multidomain. Authentication remains as the significant security challenge in grid environment. In traditional authentication protocol a single server stores the sensitive user credentials, like username and password. When such a server is compromised, a large number of user passwords, will be exposed. Our proposed approach uses a dual authentication protocol in order to improve the authentication service in grid environment. The protocol utilizes the fundamental concepts of trigon and based on the parameters of the trigon the user authentication will be performed. In the proposed protocol, the password is interpreted and alienated into more than one unit and these units are stored in two different servers, namely, Authentication Server and Backend Server. Only when the combined authentication scheme from both the servers authenticates the user, the privilege of accessing the requested resources is obtained by the user. The main advantage of utilizing the dual authentication protocol in grid computing is that an adversary user cannot attain the access privilege by compromising a single consolidated server because of the fact that the split password is stored in different servers.

연구 동기 및 목표

• 이질적이고 동적인 다중 도메인 격자 환경에서의 인증 보안 문제를 해결하기 위해.
• 기존 프로토콜의 취약성을 해결하기 위해, 모든 사용자 자격 정보를 한 서버에 저장하는 경우 공격자가 목표로 삼기 쉬운 고가치 대상이 되는 문제를 해결하기 위해.
• 암호 구성 요소를 논리적으로 별개의 두 서버에 분산하여 공격 표면을 줄이는 이중 인증 메커니즘을 설계하기 위해.
• 삼각함수 원리(Trigon)를 활용하여 전체 자격 정보를 폭 드러내지 않고도 안전하게 분산된 암호 검증을 가능하게 하기 위해.
• 사용자가 양 서버 모두에서 인증를 통과해야만 접근이 허용되므로, 서버가 해킹되더라도 공격에 대한 내성을 높이기 위해.

제안 방법

• 사용자 암호는 사전 정의된 파라미터에 기반한 삼각함수를 사용하여 다수의 단위로 해석되고 분할된다.
• 분할된 암호의 일부는 인증 서버에, 나머지 일부는 백엔드 서버에 저장되어, 어느 한 서버에서도 완전한 자격 정보를 보유하지 않도록 보장된다.
• 인증 과정에서 두 서버는 각각의 암호 조각을 삼각함수 기반 검증 논리로 독립적으로 검증한다.
• 사용자가 접근을 허가받기 위해서는 두 서버 모두가 성공적인 인증 결과를 반환해야 하므로, 이중 인증 모델을 강제로 적용한다.
• 인증 과정을 안전하고 고유하게 묶기 위해, 삼각함수 집합(Trigon)의 수학적 성질을 활용한다.
• 재생 공격을 방지하고, 한 서버가 해킹되더라도 두 서버의 응답이 모두 없으면 원래 암호를 복원할 수 없도록 시스템을 설계한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 격자 계산 환경에서 사용자 인증을 어떻게 단일 서버 장애에 더 강건하게 만들 수 있는가?
• RQ2 삼각함수 원리가 다수의 서버에 걸쳐 암호 조각을 분산하고 검증하는 데 효과적으로 적용될 수 있는가?
• RQ3 암호 저장을 분할함으로써 전체 인증 과정의 보안성과 가용성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 이중 서버 모델은 한 서버가 침해되더라도 공격자가 접근을 얻을 수 없도록 하는가?
• RQ5 제안된 프로토콜은 분산된 격자 환경에서 성능 오버헤드를 최소화하면서도 강력한 인증을 유지할 수 있는가?

주요 결과

• 이중 인증 메커니즘이 완전한 자격 정보 노출을 방지하여, 어느 한 서버에서도 전체 암호 정보를 보유하지 않도록 성공적으로 구현되었다.
• 암호 조각 간의 암호적 유사성 유지를 위해 삼각함수 파라미터를 활용함으로써, 분산된 암호 조각 간의 새로운 종류의 암호적 유사성 유도 방법을 도입하였다.
• 두 개의 별도 서버에서 동시에 인증가능한 모델을 통해, 한 서버가 해킹되더라도 악성 접근 위험을 크게 줄였다.
• 시스템 설계는 한 서버에 접근한 공격자도 두 번째 서버의 응답이 없이는 원래 암호를 복원할 수 없음을 보장한다.
• 인증 과정은 이중 서버 검증 단계가 있음에도 불구하고 효율적이므로, 보안과 성능의 균형을 유지하고 있다.
• 격자 계산 환경에서 지속적인 문제로 남아 있는 중앙 집중식 자격 정보 저장 문제에 실용적인 해결책을 제공한다.