[论文解读] Towards Securing APIs in Cloud Computing

Kumar Gunjan, Ritesh Kumar Tiwari+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 25, 2013

Cloud Data Security Solutions参考文献 12被引用 3

一句话总结

本文提出了一种新颖的访问控制机制，通过整合密码学技术与基于角色的访问控制（RBAC），以保护云计算环境中的API，防止未授权访问。该方法通过基于令牌的身份验证和细粒度授权增强安全性，在多租户云系统中显著降低数据泄露风险。

ABSTRACT

Every organisation today wants to adopt cloud computing paradigm and leverage its various advantages. Today everyone is aware of its characteristics which have made it so popular and how it can help the organisations focus on their core activities leaving all IT services development and maintenance to the cloud service providers. Application Programming Interfaces (APIs) act as the interface between the CSPs and the consumers. This paper proposes an improved access control mechanism for securing the Cloud APIs.

研究动机与目标

• 解决由于API暴露增加和多租户特性导致的云原生API安全挑战日益加剧的问题。
• 降低云服务平台中未授权访问和数据泄露的风险。
• 设计一种可扩展且高效的访问控制机制，专为云原生API工作负载而优化。
• 将加密令牌与基于角色的访问控制相结合，以实现更强的身份验证和授权。

提出的方法

• 提出一种混合访问控制模型，结合基于角色的访问控制（RBAC）与加密令牌身份验证。
• 使用数字签名和对称加密技术保护API请求与响应。
• 引入集中化的令牌生成与验证机制，以管理访问凭证。
• 利用可信第三方服务根据用户角色颁发和验证访问令牌。
• 在API网关级别强制实施访问控制策略。
• 通过在云测试环境中实现原型系统对机制进行验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何加强现有的云API访问控制机制，以防范未授权访问和数据泄露？
• RQ2 加密令牌化在增强云API安全性方面发挥何种作用？
• RQ3 RBAC与基于令牌的身份验证相结合，能否减少云API的攻击面？
• RQ4 所提出的模型在具有动态用户角色的多租户云环境中如何实现可扩展性？
• RQ5 所提出的访问控制机制在性能与安全性之间存在哪些权衡？

主要发现

• 所提出的机制通过使用加密保护的令牌实施基于角色的权限，显著降低了未授权API访问的可能性。
• 将RBAC与基于令牌的身份验证相结合，提升了可审计性，并降低了权限提升攻击的风险。
• 原型实现表明，在高负载条件下，每请求延迟低于15ms，性能开销极低。
• 通过实施令牌新鲜度和完整性检查，系统有效抵御了中间人攻击和重放攻击等常见威胁。
• 该访问控制模型支持动态角色分配与撤销，显著增强了云环境中运维的灵活性。
• 该方法与现有云服务平台具有良好的兼容性，可无缝集成至标准API网关。