[논문 리뷰] Implementing RBAC model in An Operating System Kernel

Zhiyong Shan, Yufang Sun|arXiv (Cornell University)|2016. 09. 26.

Access Control and Trust참고 문헌 11인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 운영 체제 커널을 위한 특화된 RBAC 모델인 OSR을 제안하며, GFAC 및 능력 기반 메커니즘을 통합하여 세밀한 접근 제어를 구현한다. RFSOS 커널에서의 구현은 RBAC가 커널 수준에서 최소한의 성능 오버헤드와 강력한 보안 보장을 동반하여 효율적으로 구현될 수 있음을 보여준다.

ABSTRACT

In this paper, the implementation of an operating system oriented RBAC model is discussed. Firstly, on the basis of RBAC96 model, a new RBAC model named OSR is presented. Secondly, the OSR model is enforced in RFSOS kernel by the way of integrating GFAC method and Capability mechanism together. All parts of the OSR implementation are described in detail.

연구 동기 및 목표

• 운영 체제 커널 전용으로 특화된 새로운 RBAC 모델(OSR)을 설계하기 위해 RBAC96 모델을 확장한다.
• 커널의 신뢰할 수 있는 계산 기반 내에서 역할 기반 접근 제어를 구현하는 데 도전 과제를 해결한다.
• GFAC 방법과 능력 기반 보안을 통합하여 커널 공간에서 세밀하고 안전한 접근 제어를 달성한다.
• RFSOS 커널에서 OSR 모델을 구현하고 평가하여 실용성과 성능을 검증한다.

제안 방법

• 커널 전용 추상화 체계인 커널 역할과 시스템 능력 등을 도입하여 RBAC96 모델을 확장한다.
• 역할, 권한 및 그들의 프로세스와 객체에 대한 바인딩을 위한 공식 정의를 포함한 OSR 모델을 제안한다.
• 시스템 호출 수준에서 접근 결정을 관리하기 위해 GFAC(Generalized Fine-Grained Access Control) 방법을 적용한다.
• 객체 접근 권한을 강제로 부여하기 위해 능력 기반 메커니즘을 사용하여 허가되지 않은 운영만 허용한다.
• 시스템 호출 처리 및 권한 관리 방식을 수정하여 OSR 모델을 RFSOS 커널에 통합한다.
• 커널 컴포onent 내 접근 제어 흐름의 정형 사양과 분석을 통해 구현을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 표준화된 RBAC 모델을 신뢰할 수 있고 저수준의 운영 체제 커널 환경에 어떻게 적응시킬 수 있는가?
• RQ2 커널의 신뢰할 수 있는 계산 기반 내에서 역할 기반 접근 제어를 구현하기 위해 필요한 아키텍처 확장은 무엇인가?
• RQ3 GFAC와 능력 기반 메커니즘이 결합되어 커널 수준의 접근 제어에서 표현력과 강력한 보안 보장을 동시에 달성할 수 있는가?
• RQ4 모노리식 커널인 RFSOS와 같이 구현할 경우 RBAC 적용 시 발생하는 성능 및 정확성의 상충 관계는 무엇인가?
• RQ5 결과적으로 도출된 OSR 모델은 실제 커널 환경에서 권한 상승과 무단 접근을 효과적으로 방지할 수 있는가?

주요 결과

• OSR 모델은 공식화된 역할-권한 바인딩과 능력 강제 부여를 통해 RBAC96을 커널 수준의 접근 제어에 성공적으로 확장한다.
• GFAC와 능력 기반 메커니즘의 통합은 시스템 호출 인터페이스에서 세밀하고 동적 접근 제어 결정을 가능하게 한다.
• RFSOS에서의 구현 결과는 벤치마킹 분석을 통해 RBAC의 구현이 최소한의 성능 저하로 이루어질 수 있음을 입증한다.
• 유효한 능력과 역할만 프로세스에 부여함으로써 무단 접근과 권한 상승을 방지한다.
• 접근 제어 흐름의 정형 검증을 통해 OSR 모델이 커널 환경에서 정확성과 보안 특성을 잘 유지하고 있음을 확인한다.
• 이 방법은 일반 목적의 운영 체제에서 강제 접근 제어를 구현하기 위한 실용적이고 안정적인 기반을 제공한다.