[논문 리뷰] An Approach to Select Cost-Effective Risk Countermeasures Exemplified in CORAS

Le Minh Sang Tran, Bjørnar Solhaug외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 01. 01.

Information and Cyber Security참고 문헌 1인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 보완 조치 데이터로 주석 처리된 위험 모델에 비용, 위험 감소 효과 및 상호의존성을 통합함으로써 비용 효율적인 위험 대응 조치를 선별하는 일반적이고 형식적인 접근 방식을 제안한다. 미분 기반 추론 시스템을 사용하여 관리자가 최적의 비용 효율성 보장 조치를 선택할 수 있도록 랭크된 의사결정 다이어그램을 생성하며, 이는 eHeath 시스템을 위한 CORAS 위험 분석 방법에 적용된 사례로 입증된다.

ABSTRACT

Risk is unavoidable in business and risk management is needed amongst others to set up good security policies. Once the risks are evaluated, the next step is to decide how they should be treated. This involves managers making decisions on proper countermeasures to be implemented to mitigate the risks. The countermeasure expenditure, together with its ability to mitigate risks, is factors that affect the selection. While many approaches have been proposed to perform risk analysis, there has been less focus on delivering the prescriptive and specific information that managers require to select cost-effective countermeasures. This paper proposes a generic approach to integrate the cost assessment into risk analysis to aid such decision making. The approach makes use of a risk model which has been annotated with potential countermeasures, estimates for their cost and effect. A calculus is then employed to reason about this model in order to support decision in terms of decision diagrams. We exemplify the instantiation of the generic approach in the CORAS method for security risk analysis.

연구 동기 및 목표

• 보안 대응 조치 선택을 위한 사전적이고 비용 효율적인 지침의 부족을 해결한다.
• 비용 대비 위험 완화 효과를 균형 잡는 체계적인 방법을 제공한다.
• 비용, 위험 감소, 상호의존성과 같은 다각적 요소를 포함한 정량적 분석을 통해 의사결정 지원을 제공한다.
• 비용 평가를 위험 모델링에 직접 통합함으로써 보안 정책 개발의 의사결정 품질을 향상시킨다.
• 실제 eHeath 응용 분야에 대한 CORAS 방법에 적용된 사례를 통해 이 접근 방식의 실현 가능성과 유용성을 입증한다.

제안 방법

• 잠재적 대응 조치, 그 예상 비용(보완 조치 지출), 그리고 위험 감소 효과(감소 효과)를 포함하여 위험 모델에 주석을 추가한다.
• 효과 의존성(Effect Dependency)을 사용하여 대응 조치 간의 의존성을 모델링하여 상호보완적 또는 상충되는 영향을 포착한다.
• 형식적 미분법을 적용하여 주석 처리된 위험 그래프를 통해 가능성과 결과의 전파를 가능하게 하여 정량적 분석을 지원한다.
• 미분법을 사용하여 모든 위험 시나리오에 대해 위험 감소 효과와 비용-편익 트레이드오프를 계산한다.
• 비용 효율성에 기반하여 대응 조치 대안을 빠르게 랭크하는 의사결정 다이어그램을 생성한다.
• 일반적인 접근 방식을 CORAS 방법 내에 구현하여, 표기법과 규칙을 CORAS 위험 모델링 관행에 맞게 조정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비용, 위험 감소, 그리고 대응 조치 간의 상호의존성은 어떻게 형식적으로 위험 모델에 통합되어 의사결정 지원이 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 비용 효율성에 기반한 대응 조치 대안을 체계적으로 비교하기 위해 어떤 형식적 메커니즘이 가능한가?
• RQ3 다중 대응 조치 간의 상호보완 효과는 어떻게 모델링하고 정량화할 수 있는가?
• RQ4 이 접근 방식은 기존의 위험 분석 방법(예: CORAS)에 얼마나 잘 적용될 수 있는가?
• RQ5 이 접근 방식은 비용과 효과성을 균형 잡는 실질적인, 순서가 매겨진 권고 사항을 도출할 수 있는가?

주요 결과

• 이 접근 방식은 비용, 위험 감소 및 상호의존성 요소를 통합된 위험 모델에 성공적으로 통합하여 체계적인 대응 조치 선택을 가능하게 하였다.
• 형식적 미분법을 통해 주석 처리된 위험 그래프를 통해 가능성 및 결과 값의 전파가 가능해졌으며, 개별 및 병합된 대응 조치에 대한 정량적 분석을 지원하였다.
• 이 접근 방식이 생성한 의사결정 다이어그램은 비용 효율성에 기반한 대응 조치 대안의 명확한 시각적 순위를 제공하여 관리자의 의사결정 지원에 기여하였다.
• eHeath 사례 연구에서, 특정 대응 조치 조합(예: GS6, GS7, GS8)이 수용 가능한 비용 수준에서 최적의 위험 감소 효과를 제공하는 것으로 확인되었다.
• 이 접근 방식은 상호보완 효과를 입증하였으며, 병합된 대응 조치(예: GS8)가 개별 조치보다 더 효과적으로 위험을 감소시키는 것으로 나타났다. 특히 GS8는 112,100의 비용으로 뚜렷한 위험 감소 효과를 달성하였다.
• CORAS에 대한 적용 사례는 실현 가능했으며, 일반적인 접근 방식이 기존의 위험 모델링 프레임워크에 최소한의 영향을 주고도 적응 가능함을 보여주었다.