[논문 리뷰] A Survey on Workflow Satisfiability, Resiliency, and Related Problems.

Daniel Ricardo dos Santos, Silvio Ranise|arXiv (Cornell University)|2017. 06. 22.

Cloud Data Security Solutions인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 워크플로우 만족도 문제(WSP) 및 관련 문제들인 복원성에 대해 20년간의 연구를 종합적으로 조망하며, 접근 제어 및 권한 부여 제약 조건이 워크플로우 실행에 미치는 영향을 중심으로 분석한다. 사업 준수를 보장하면서도 워크플로우의 지속성에 영향을 주지 않도록 하는 데 실용적인 영향을 고려한 종합적 분석을 제시한다.

ABSTRACT

Workflows specify collections of tasks that must be executed under the responsibility or supervision of human users. Workflow management systems and workflow-driven applications need to enforce security policies in the form of access control, specifying which users can execute which tasks, and authorization constraints, such as Separation of Duty, further restricting the execution of tasks at run-time. Enforcing these policies is crucial to avoid frauds and malicious use, but it may lead to situations where a workflow instance cannot be completed without the violation of the policy. The Workflow Satisfiability Problem (WSP) asks whether there exists an assignment of users to tasks in a workflow such that every task is executed and the policy is not violated. The WSP is inherently hard, but solutions to this problem have a practical application in reconciling business compliance and business continuity. Solutions to related problems, such as workflow resiliency (i.e., whether a workflow instance is still satisfiable even in the absence of users), are important to help in policy design. Several variations of the WSP and similar problems have been defined in the literature and there are many solution methods available. In this paper, we survey the work done on these problems in the past 20 years.

연구 동기 및 목표

• 지난 20년간 워크플로우 만족도 문제(WSP)에 대한 연구의 진화 및 현재 상태를 분석하기 위해.
• 분리된 책임(Separation of Duty)과 같은 접근 제어 및 권한 부여 제약 조건이 워크플로우 실행 및 완료에 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 사용자가 이용 불가능할 경우 워크플로우가 여전히 만족도를 유지할 수 있는지 여부를 평가하는 워크플로우 복원성 개념을 조사하기 위해.
• 실제 워크플로우 관리 시스템의 맥락에서 WSP 및 관련 문제의 해결 방법을 식별하고 분류하기 위해.
• 보안 강화와 사업 지속성 간의 상충 관계를 명확히 하여 더 나은 정책 설계를 지원하기 위해.

제안 방법

• 최근 20년간 WSP 및 관련 문제에 관한 학술 논문에 대한 체계적 문헌 조사.
• 접근 제어 및 권한 부여 제약 조건(예: 분리된 책임 및 기타 런타임 제약 조건)으로 워크플로우 정책을 분류.
• 계산 복잡도 기반의 해결 기법 분류, 예를 들어 고정 매개변수 가능 알고리즘 및 제약 만족 접근 방식.
• 사용자 부재 또는 장애 상황에서도 워크플로우 만족도를 평가하는 복원성 모델 분석.
• 사용자 가용성, 작업 의존성, 정책 이행성 등의 다양한 문제 변형 간의 연구 결과 통합.
• 실제 워크플로우 기반 응용 프로그램 및 시스템에서 이론적 해결 방법의 실용적 적용 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 워크플로우 만족도에 영향을 주는 주요 접근 제어 및 권한 부여 제약 조건의 범주들은 무엇인가?
• RQ2 기존의 해결 방법들은 WSP의 계산적 난이도를 어떻게 극복하면서도 정책 준수를 보장하는가?
• RQ3 사용자 부재가 워크플로우 복원성에 어떤 영향을 미치며, 이러한 조건 하에서도 만족도를 유지할 수 있도록 시스템을 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ4 WSP 변형 간의 주요 차이는 무엇이며, 이는 어떤 해결 기법 선택에 영향을 미치는가?
• RQ5 WSP 연구의 결과는 실세계 워크플로우 관리 시스템의 정책 설계 향상에 어떻게 활용될 수 있는가?

주요 결과

• WSP는 계산적으로 본질적으로 어려운 문제이지만, 고정 매개변수 가능 알고리즘이 많은 실세계 워크플로우에 대해 실용적인 해결책을 가능하게 하였다.
• 분리된 책임과 같은 권한 부여 제약 조건은 워크플로우 실행의 복잡성을 크게 증가시키지만, 사기 및 악성 행동을 방지하기 위해 필수적이다.
• 복원성 분석은 특정 사용자가 이용 불가능한 상황에서도 실행 가능한 워크플로우를 식별함으로써 강력한 정책 설계를 지원한다.
• 제약 프로그래밍, SAT 기반 솔버, 최적화 기법 등 다양한 해결 방법이 존재하며, 각각 다른 워크플로우 특성에 적합하다.
• WSP 솔루션을 워크플로우 관리 시스템에 통합함으로써 사업 준수와 운영 지속성 간의 일치를 향상시킬 수 있다.
• 이론적 진전에도 불구하고 스케일링 문제와 동적 사용자 가용성 문제로 인해 실무적 구현은 여전히 도전 과제이다.