[논문 리뷰] Secure Authentication of Cloud Data Mining API

Rohit Bhadauria, Rajdeep Borgohain외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 08. 04.

Cryptographic Implementations and Security참고 문헌 26인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 다중 테넌트 클라우드 환경에서의 임계 보안 및 개인정보 보호 도전 과제를 해결하기 위해 클라우드 기반 데이터 마이닝 API를 위한 안전하고 일회성 패스키 기반 인증 프레임워크를 제안한다. 네트워크, 애플리케이션 및 가상화 계층에서 암호 기법을 통합함으로써 프rotocol는 상호 인증과 강력한 액세스 제어를 보장하여 동적 클라우드 워크로드에서 서비스 제공자와 사용자 모두의 신뢰도와 기밀성을 크게 향상시킨다.

ABSTRACT

Cloud computing is a revolutionary concept that has brought a paradigm shift in the IT world. This has made it possible to manage and run businesses without even setting up an IT infrastructure. It offers multi-fold benefits to the users moving to a cloud, while posing unknown security and privacy issues. User authentication is one such growing concern and is greatly needed in order to ensure privacy and security in a cloud computing environment. This paper discusses the security at different levels viz. network, application and virtualization, in a cloud computing environment. A security framework based on one-time pass key mechanism has been proposed. The uniqueness of the proposed security protocol lies in the fact, that it provides security to both the service providers as well the users in a highly conflicting cloud environment.

연구 동기 및 목표

• 클라우드 컴퓨팅에서 증가하는 보안 및 개인정보 보호 우려, 특히 다중 테넌트 환경에서의 사용자 인증 문제를 해결하기 위해.
• 갈등이 있는 클라우드 인fra에서 서비스 제공자와 사용자를 모두 보호하는 통합 보안 프레임워크를 설계하기 위해.
• 클라우드 기반 데이터 마이닝 서비스에서 전통적인 인증 방법과 관련된 위험을 완화하기 위해.
• 네트워크, 애플리케이션 및 가상화 계층에서 강력한 암호학적 보장을 제공하는 엔드 투 엔드 인증을 제공하기 위해.

제안 방법

• 클라우드 환경의 네트워크, 애플리케이션 및 가상화 계층을 모두 포함하는 다층 보안 프레임워크를 설계한다.
• 재생 공격을 방지하고 세션 무결성을 강화하기 위해 일회성 패스키 메커니즘을 사용한다.
• 사용자와 클라우드 서비스 제공자 간의 상호 인증을 보장하기 위해 암호 기반 원리를 통합한다.
• 인증 자격 증명의 유효 기간을 제한하기 위해 시간 기반 토큰을 사용한다. 이는 노출 시간 창을 줄인다.
• API 수준의 상호 작용에서 효율성과 보안을 확보하기 위해 대칭 키 및 해시 기반 기법을 적용한다.
• 일반적인 클라우드 공격 벡터 분석과 함께 위협 모델링을 통해 프로토콜를 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 테넌트 환경에서 클라우드 기반 데이터 마이닝 API에 대해 강력하고 가벼운 인증을 어떻게 달성할 수 있는가?
• RQ2 사용자 개인정보 보호 및 데이터 기밀성을 보장하면서도 상호 인증을 보장할 수 있는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 제안된 프레임워크는 재생 공격 및 맨인더미들(MITM) 공격과 같은 일반적인 클라우드 위협에 어떻게 대응할 수 있는가?
• RQ4 일회성 패스키 메커니즘이 정적 암호 기반 시스템에 비해 보안을 어떻게 향상시키는가?
• RQ5 다양한 클라우드 배포 모델에서 이 프레임워크는 성능과 확장성을 어떻게 유지하는가?

주요 결과

• 제안된 프레임워크는 재생 공격 및 세션 강탈 공격과 같은 일반적인 클라우드 인증 취약점을 효과적으로 완화한다.
• 일회성 패스키 메커니즘은 자격 증명 유출 및 무단 액세스 위험을 크게 감소시킨다.
• 다층 접근 방식은 네트워크, 애플리케이션 및 가상화 계층에서 강력한 보안을 보장한다.
• 프로토콜는 상호 인증을 지원하여 사용자와 서비스 제공자 간의 신뢰를 강화한다.
• 실시간 데이터 마이닝 워크로드에 적합한 계산 효율성을 유지한다.
• 위협 모델링을 통해 스푸핑 및 권한 상승 공격과 같은 주요 클라우드 전용 공격 벡터에 대한 내성성을 확인했다.