[논문 리뷰] Performance Evaluation of Java File Security System (JFSS)

Brijender Kahanwal, Tejinder Singh외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 13.

Advanced Data Storage Technologies참고 문헌 5인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 Java 기반의 FUSE 파일 시스템인 자바 파일 보안 시스템(JFSS)의 성능을 평가한다. JFSS는 요구 시 파일 암호화와 액세스 제어를 제공하기 위해 개발된 시스템이다. 자바의 내재된 성능 제약에도 불구하고, 이 연구는 암호화 오버헤드가 보안 이점에 비해 미미한 것으로 밝혀내어 JFSS가 성능의 타협을 감수하면서도 안정적이고 이식 가능한 파일 저장 솔루션으로서 실용적임을 입증한다.

ABSTRACT

Security is a critical issue of the modern file and storage systems, it is imperative to protect the stored data from unauthorized access. We have developed a file security system named as Java File Security System (JFSS) [1] that guarantee the security to files on the demand of all users. It has been developed on Java platform. Java has been used as programming language in order to provide portability, but it enforces some performance limitations. It is developed in FUSE (File System in User space) [3]. Many efforts have been done over the years for developing file systems in user space (FUSE). All have their own merits and demerits. In this paper we have evaluated the performance of Java File Security System (JFSS). Over and over again, the increased security comes at the expense of user convenience, performance or compatibility with other systems. JFSS system performance evaluations show that encryption overheads are modest as compared to security.

연구 동기 및 목표

• 비밀 접근으로부터 데이터를 보호할 수 있는 안정적이고 이식 가능한 파일 저장 시스템의 증가하는 수요를 해결하기 위해.
• 이식성은 뛰어나지만 성능 제약이 있는 것으로 알려진 자바로 보안 파일 시스템을 구현할 경우의 성능 트레이드오프를 조사하기 위해.
• 읽기, 쓰기, 열기와 같은 일반적인 파일 작업에 대해 JFSS의 실제 효율성, 즉 암호화 오버헤드와 시스템 반응성 측면에서 평가하기 위해.
• 기존 파일 시스템에 비해 성능 저하가 발생하더라도 JFSS의 추가 보안 기능이 그에 상응하는 가치를 지닌다고 판단하기 위해.

제안 방법

• JFSS는 커널 수정 없이도 Linux와 통합할 수 있도록 사용자 공간에서 작동하는 FUSE(File System in User Space) 모듈로 개발되었다.
• 시스템은 이식성과 호환성을 보장하기 위해 자바를 프로그래밍 언어로 사용한다.
• 파일 암호화는 요구 시 적용되며, 액세스 제어 정책은 파일 시스템 수준에서 시행된다.
• I/O 작업, 지연 시간, 처리량을 측정하기 위해 표준 벤치마킹 워크로드를 사용하여 다양한 파일 크기와 액세스 패턴 하에서 성능 평가를 수행하였다.
• 암호화 및 사용자 공간 실행의 영향을 분리하기 위해, JFSS의 성능을 네이티브 파일 시스템과 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 I/O 지연 시간과 처리량 측면에서 자바 기반 파일 시스템의 성능은 네이티브 파일 시스템과 비교해 어떻게 되는가?
• RQ2 실제 워크로드에서 JFSS가 유도하는 암호화 오버헤드의 크기는 어느 정도인가?
• RQ3 FUSE와 자바의 사용이 시스템 반응성과 확장성에 어느 정도 영향을 미치는가?
• RQ4 JFSS의 보안 이점은 금지할 수 없을 정도로 높은 성능 비용을 지불하면서도 달성될 수 있는가?

주요 결과

• JFSS가 유도하는 암호화 오버헤드는 여전히 미미하며, 일반적인 워크로드에서 성능 저하 수준은 수용 가능한 범위 내에 머물러 있다.
• 자바의 성능 제약에도 불구하고, 읽기, 쓰기, 열기와 같은 일반적인 파일 작업에 대해 사용 가능한 반응 시간을 유지하고 있다.
• FUSE 기반 아키텍처는 최소한의 시스템 수준 변경으로도 보안 파일 액세스를 가능하게 하여 이식성과 배포 용이성을 지원한다.
• 작은 파일 크기에서는 암호화 및 시스템 호출 오버헤드가 증가하여 성능이 약간 저하되지만, 큰 파일에 대해서는 여전히 확장성 있는 성능을 유지하고 있다.