[논문 리뷰] Relationships, Paths and Principal Matching: A New Approach to Access Control

Jason Crampton, James Sellwood|arXiv (Cornell University)|2015. 05. 29.

Access Control and Trust참고 문헌 15인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 관계 기반 정책과 경로 조건(정규 표현식과 유사)을 결합한 비결정성 유한 오토마타를 사용하여 권한 요청을 평가하는 새로운 접근 제어 프레임워크인 관계, 경로, 주요 매칭(RPPM) 모델을 소개한다. 이 모델은 캐싱, 책임 분리, 차이니즈 벽 정책과 같은 내장된 지원 기능을 통해 전통적인 RBAC 및 ABAC 모델에 비해 성능과 표현력 면에서 크게 향상된 표현력 있고 맥락 인식 가능한 접근 제어를 가능하게 한다.

ABSTRACT

Recent work on relationship-based access control has begun to show how it can be applied to general computing systems, as opposed to simply being employed for social networking applications. The use of relationships to determine authorization policies enables more powerful policies to be defined than those based solely on the commonly used concept of role membership. The relationships, paths and principal matching (RPPM) model described here is a formal access control model using relationships and a two-stage request evaluation process. We make use of path conditions, which are similar to regular expressions, to define policies. We then employ non-deterministic finite automata to determine which policies are applicable to a request. The power and robustness of the RPPM model allows us to include contextual information in the authorization process (through the inclusion of logical entities) and allows us to support desirable policy foundations such as separation of duty and Chinese Wall. Additionally, the RPPM model naturally supports a caching mechanism which has significant impact on request evaluation performance.

연구 동기 및 목표

• 사용자와 자원 간의 맥락 의존적 관계를 모델링하는 데에 역할 기반 접근 제어(RBAC)의 한계를 해결하기 위해.
• 소셜 네트워크를 넘어서 파일 시스템과 상태 기반 자원을 포함한 일반 목적 컴퓨팅 시스템으로 관계 기반 접근 제어를 확장하기 위해.
• 분리된 책임과 차이니즈 벽 정책과 같은 복잡한 정책을 논리적 실체와 역사적 추적 기능을 통해 지원하는 공식적이고 확장 가능한 접근 제어 모델을 제공하기 위해.
• 그래프 수준에서의 권한 결정을 재사용함으로써 중복 계산을 줄이는 내장 캐싱 메커니즘을 통해 성능을 향상시키기 위해.
• 정책 표현력을 통합하고 효율적인 평가를 가능하게 하기 위해 정책을 경로 조건으로 모델링하고 비결정성 유한 오토마타를 사용해 요청 검증을 수행하기 위해.

제안 방법

• RPPM 모델은 주체, 대상 및 관계를 방향성 있는 그래프의 노드와 간선으로 표현하며, 간선은 유형으로 레이블링되고 논리적(맥락 기반) 실체를 포함할 수 있다.
• 경로 조건은 원칙 간 허용되는 관계를 지정하는 정규 표현식 유사 패턴으로 정의되며, 필수 대상과 제외 대상이 포함될 수 있다.
• 권한 요청은 경로 조건에 기반하여 시스템 그래프를 따라 탐색하는 비결정성 유한 오토마타(NFA)를 사용해 평가되며, 이는 정책 매칭을 효율적으로 가능하게 한다.
• 모델은 유형이 지정된 간선과 감사 간선을 지원하여 역사를 기반으로 한 정책을 구현할 수 있으며, 중국 벽 정책과 같은 역사 의존 정책을 시행할 수 있다.
• 캐싱은 시스템 그래프에 권한 결정을 간선으로 영구 저장하여 주체 매칭 과정을 재평가하지 않고도 여러 요청 간에 결과를 재사용할 수 있도록 한다.
• 모델은 노드나 간선를 추가하는 등의 상태 변경 작업을 지원하기 위해 관리자 주체와 규칙을 통합하여 완전한 관리 모델을 제공한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정적 역할 할당을 넘어서 사용자와 자원 간의 동적이고 맥락 민감한 관계를 포괄하는 방식으로 접근 제어 정책을 어떻게 표현할 수 있는가?
• RQ2 복잡한 정책(예: 책임 분리 및 중국 벽)을 지원하면서도 효율적이고 확장 가능한 공식적 접근 제어 모델을 설계할 수 있는가?
• RQ3 권한 결정 캐싱을 접근 제어 모델에 통합함으로써 런타임 평가 비용을 얼마나 줄일 수 있는가?
• RQ4 경로 조건을 어떻게 공식화할 수 있을까? 이는 정책 사양의 표현력을 높이고, 유한 오토마타를 사용한 효율적인 알고리즘 평가를 가능하게 해야 한다.
• RQ5 논리적 실체와 감사 간선을 사용할 경우 상태 기반 및 역사 의존 접근 제어 정책 모델링에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• RPPM 모델은 정규 표현식과 동등한 표현력을 지닌 경로 조건을 통해 복잡하고 맥락 인식 가능한 접근 제어 규칙을 정의할 수 있다.
• 비결정성 유한 오토마타를 사용해 경로 조건을 평가하는 것은 요청 평가에 대해 공식적이고 효율적인 메커니즘을 제공하며, 복잡도가 분석 가능하고 관리 가능하다.
• 시스템 그래프의 간선 수준에서 권한 결정을 캐시함으로써 여러 요청 간에 이전에 계산된 매칭 결과를 재사용함으로써 성능 향상이 크게 이루어진다.
• 감사 간선과 유형이 지정된 관계를 사용함으로써 모델은 책임 분리 및 중국 벽 정책을 자연스럽게 지원하며, 이는 이력 기반 접근 패턴에 기반한 시행을 가능하게 한다.
• 시스템 그래프에 논리적 실체를 통합함으로써 동적 맥락 모델링이 가능해지며, 예를 들어 한 사용자가 다른 수업에서 수행하는 역할이나 환자-의사 관계를 구분할 수 있다.
• 저자들이 수행한 초보적 실험 결과에 따르면, RPPM의 캐싱 메커니즘이 고처리량 분산 환경에서 특히 두드러진 성능 향상을 가져오는 것으로 확인되었다.