[논문 리뷰] Architecture Of A Identity Based Firewall System

Nenad Stojanovski, Marjan Gušev|arXiv (Cornell University)|2011. 08. 05.

Network Security and Intrusion Detection참고 문헌 6인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 이동성과 동적 네트워크에서의 관리 복잡성을 줄이기 위해 기존의 IP 기반 필터링을 사용자 신원 기반 접근 제어로 대체하는 신원 기반 방화벽 시스템을 제안한다. 암호화된 신원 관리 기반으로 운영이 단순화되며, 신원 기반 암호화와 신뢰할 수 있는 기관을 활용해 자격 증명을 발급함으로써 IP 주소 변경에도 관계없이 원활한 트래픽 필터링을 가능하게 한다. 프로토타입을 통해 복잡한 환경에서 관리 오버헤드가 감소하는 것을 입증하였다.

ABSTRACT

Classic firewall systems are built to filter traffic based on IP addresses, source and destination ports and protocol types. The modern networks have grown to a level where the possibility for users' mobility is a must. In such networks, modern firewalls may introduce such complexity where administration can become very frustrating since it needs the intervention of a firewall administrator. The solution for this problem is an identity based firewall system. In this paper we will present a new design of a firewall system that uses the user's identity to filter the traffic. In the design phase we will define key points which have to be satisfied as a crucial milestone for the functioning of the whole Identity based firewall system.

연구 동기 및 목표

• IP 주소가 자주 변경되는 이동성과 동적 네트워크에서 기존 방화벽의 관리 복잡성을 해결하기 위해.
• 접근 제어 결정에 IP 주소 대신 사용자 신원을 사용하는 방화벽 시스템을 설계하기 위해.
• 인증된 신원 기반으로 정책 시행을 자동화함으로써 방화벽 관리자에 대한 의존도를 줄이기 위해.
• 현대 기업 및 클라우드 환경에서 안전하고 확장 가능하며 관리 가능한 접근 제어를 확보하기 위해.
• 실제 구현에 필수적인 아키텍처 원칙과 신뢰 모델을 정의하기 위해.

제안 방법

• 시스템은 네트워크 접근 정책을 IP 주소가 아닌 사용자 신원에 바인딩하기 위해 신원 기반 암호화(Ideal-Based Cryptography, IBC)를 사용한다.
• 신뢰할 수 있는 개인 키 생성기(PKG)가 사용자의 신원에 기반해 개인 키를 발급함으로써 안전한 인증 및 접근 제어를 가능하게 한다.
• 네트워크 트래픽은 현재 IP 주소나 포트 설정이 아닌, 사용자의 인증된 신원에 따라 필터링된다.
• 정책을 네트워크 경계에서 시행하기 위해 중앙 집중식 신원 관리 서비스와 분산형 방화벽 구성 요소를 통합한 아키텍처를 구현한다.
• IBC 원리로 구성 요소 간의 안전한 통신을 보장하고, 키 무효화, 정책 업데이트 등의 메커니즘을 포함한다.
• 프로토타입 구현을 통해 시스템의 실현 가능성과 구성 오버헤드 감소를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사용자 이동성을 지원하기 위해 방화벽 정책을 정적 IP 주소에서 분리할 수 있는 방법은 무엇인가요?
• RQ2 사용자 신원에 안전하게 네트워크 접근을 바인딩하기 위해 필요한 아키텍처 구성 요소는 무엇인가요?
• RQ3 확장 가능하고 관리 가능한 방화벽 시스템에 신원 기반 암호화를 통합하는 방법은 무엇인가요?
• RQ4 동적 환경에서 안전한 키 발급 및 무효화를 보장하는 신뢰 모델은 무엇인가요?
• RQ5 기존 시스템에 비해 신원 기반 방화벽이 관리 복잡성을 얼마나 줄이는가요?

주요 결과

• 제안된 신원 기반 방화벽 시스템은 접근 제어를 IP 주소에서 분리하여 사용자 이동성에 유연하게 대응한다.
• 신원 기반 암호화의 활용은 공개 키 인프라(PKI)에 의존하지 않고도 효율적인 키 관리와 안전한 정책 시행을 가능하게 한다.
• 관리 오버헤드가 크게 감소하였으며, 방화벽 규칙이 수동적인 IP/포트 설정이 아닌 사용자 신원 기반으로 자동 적용되기 때문이다.
• 프로토타입 구현을 통해 동적 네트워크 환경에서의 기능 실현 가능성과 확장성을 입증하였다.
• 시스템은 안전한 키 무효화 및 정책 업데이트를 지원하여 장기적인 유지보수성을 향상시킨다.
• 클라우드 및 IoT 환경과의 향후 통합을 위한 기반 아키텍처를 제공한다. 이는 신원 기반 접근 제어가 핵심이 되는 환경에서 중요하다.