[논문 리뷰] A New Secure Mobile Cloud Architecture

Olayinka Olafare, Hani Parhizkar외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 04. 25.

Cloud Data Security Solutions참고 문헌 27인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 모바일 클라우드 컴퓨팅(MCC)에서 증가하는 보안 취약점을 해결하기 위해 새로운 보안 모바일 클라우드 아키텍처를 제안한다. 경량 암호화, 액세스 제어 메커니즘, 그리고 보안 데이터 오프로딩을 통합함으로써 자원 제약이 있는 모바일 디바이스에서 기밀성과 무결성을 향상시켜, 보편적인 MCC 환경에서의 데이터 유출 위험을 크게 감소시킨다.

ABSTRACT

The demand and use of mobile phones, PDAs and smart phones are constantly on the rise as such, manufacturers of these devices are improving the technology and usability of these devices constantly. Due to the handy shape and size these devices come in, their processing capabilities and functionalities, they are preferred by many over the conventional desktop or laptop computers. Mobile devices are being used today to perform most tasks that a desktop or laptop computer could be used for. On this premise, mobile devices are also used to connect to the resources of cloud computing hence, mobile cloud computing (MCC). The seemingly ubiquitous and pervasive nature of most mobile devices has made it acceptable and adequate to match the ubiquitous and pervasive nature of cloud computing. Mobile cloud computing is said to have increased the challenges known to cloud computing due to the security loop holes that most mobile devices have.

연구 동기 및 목표

• 모바일 디바이스의 보안 기능이 제한되어 있음에 따라 발생하는 모바일 클라우드 컴퓨팅(MCC)의 증가하는 보안 과제를 해결하기 위해.
• 모바일 클라우드 환경에서 데이터 기밀성, 무결성, 가용성을 보장하는 아키텍처를 설계하기 위해.
• 모바일 디바이스에 맞게 최적화된 경량이지만 강력한 보안 제어를 구현하여 MCC의 공격 표면을 줄이기 위해.
• 사용자 프라이버시를 유지하면서도 컴퓨팅 작업을 클라우드로 원활하고 안전하게 오프로딩할 수 있도록 하기 위해.

제안 방법

• 아키텍처는 전송 및 저장 중인 데이터 기밀성을 확보하기 위해 대칭 및 비대칭 암호화를 조합한 하이브리드 보안 모델을 활용한다.
• 모바일 클라우드 환경에서 세밀한 액세스 정책을 구현하기 위해 역할 기반 액세스 제어(RBAC) 메커니즘을 도입한다.
• 모바일 디바이스는 암호 연산을 효율적으로 처리할 수 있도록 경량 보안 모듈을 탑재한다. 이는 처리 자원에 대한 부담을 줄인다.
• 중간자 공격을 방지하기 위해 종단 간 암호화 및 보안 세션 관리를 통해 데이터 오프로딩을 보호한다.
• 모바일 클라이언트와 클라우드 서비스 간의 통신을 중개하기 위해 보안 API와 인증된 채널을 사용한다.
• 보안 정책은 클라우드 인fra구조에 통합된 정책 실행 포인트(PEPs)를 통해 동적으로 강제한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 공통적인 취약점인 데이터 泄露 및 무단 액세스에 대비해 모바일 클라우드 컴퓨팅을 어떻게 보안화할 수 있는가?
• RQ2 성능을 유지하면서도 보안을 확보하기 위해 모바일 디바이스에 효과적으로 통합할 수 있는 경량 암호화 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 분산 아키텍처에서 모바일 및 클라우드 환경 간에 액세스 제어를 일관되게 구현하는 방법은 무엇인가?
• RQ4 모바일 클라우드 시스템에서 안전하고 효율적인 작업 오프로딩을 지원하기 위해 필요한 아키텍처 구성 요소는 무엇인가?
• RQ5 제안된 아키텍처는 기존의 MCC 모델 대비 보안 및 성능 오버헤드 측면에서 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 종단 간 암호화 및 보안 세션 처리를 구현함으로써 제안된 아키텍처는 모바일 클라우드 환경에서의 데이터 유출 위험을 감소시킨다.
• 경량 암호화 프로토콜의 통합으로 모바일 디바이스에서의 성능 저하가 최소화되어 사용성 유지가 가능하다.
• 역할 기반 액세스 제어 메커니즘이 민감한 데이터 및 서비스에 대한 무단 액세스를 효과적으로 차단한다.
• 시스템은 세션 해킹 및 데이터 삽입 공격과 같은 일반적인 모바일 클라우드 위협에 대해 향상된 내성성을 보였다.
• 시험된 워크로드에서 보안 오버헤드가 12% 이내로 유지되어 실세계 배포에 대한 실용성을 입증한다.
• 아키텍처는 동적 정책 강제를 지원하여 모바일 환경의 변화하는 보안 요구 사항에 적응 가능성을 제공한다.