Machine-Readable Privacy Certificates for Services

Privacy-aware processing of personal data on the web of services requires managing a number of issues arising both from the technical and the legal domain. Several approaches have been proposed to matching privacy requirements (on the clients side) and privacy guarantees (on the service provider side). Still, the assurance of effective data protection (when possible) relies on substantial human effort and exposes organizations to significant (non-)compliance risks. In this paper we put forward the idea that a privacy certification scheme producing and managing machine-readable artifacts in the form of privacy certificates can play an important role towards the solution of this problem. Digital privacy certificates represent the reasons why a privacy property holds for a service and describe the privacy measures supporting it. Also, privacy certificates can be used to automatically select services whose certificates match the client policies (privacy requirements). Our proposal relies on an evolution of the conceptual model developed in the Assert4Soa project and on a certificate format specifically tailored to represent privacy properties. To validate our approach, we present a worked-out instance showing how privacy property Retention-based unlinkability can be certified for a banking financial service.Comment: 20 pages, 6 figure

An automated model-based test oracle for access control systems

In the context of XACML-based access control systems, an intensive testing activity is among the most adopted means to assure that sensible information or resources are correctly accessed. Unfortunately, it requires a huge effort for manual inspection of results: thus automated verdict derivation is a key aspect for improving the cost-effectiveness of testing. To this purpose, we introduce XACMET, a novel approach for automated model-based oracle definition. XACMET defines a typed graph, called the XAC-Graph, that models the XACML policy evaluation. The expected verdict of a specific request execution can thus be automatically derived by executing the corresponding path in such graph. Our validation of the XACMET prototype implementation confirms the effectiveness of the proposed approach.Comment: 7 page

Towards Model-Driven Development of Access Control Policies for Web Applications

We introduce a UML-based notation for graphically modeling systems’ security aspects in a simple and intuitive way and a model-driven process that transforms graphical specifications of access control policies in XACML. These XACML policies are then translated in FACPL, a policy language with a formal semantics, and the resulting policies are evaluated by means of a Java-based software tool

An Implementation of a Process-Oriented Cross-System Compliance Monitoring Approach in a SAP ERP and BI Environment

Compliance to regulatory demands has become a crucial matter for organizations. Non-observancemay lead to far-reaching consequences, e.g. damage to reputation, decline of credit rating or marketvalue, fraud and fines. The success of compliance management correlates with the frequency ofmonitoring and reporting and is affected by complex and often time-consuming manual validationtasks. To address this problem, organizations implement corresponding IT solutions. However, theoften heterogeneous system landscapes, the different information sources and their integrationrepresent major challenges.This paper presents an implementation of a novel process-oriented and cross-system compliancemonitoring approach. The approach is based on a model which provides for the annotation ofbusiness processes with internal controls, critical permissions and roles as well as an architecturewhich provides for the automatic detection, timely communication and deep analysis of controlexceptions. It solely relies on established standards (i.e. XACML, BPMN, COSO and SWRL) andexisting technologies. The implementation has been deployed in a productive SAP ERP and BIenvironment. It automatically converts access control data from the proprietary SAP model andpublishes control exceptions to the BI system. The effects and causes of these control exception can beappropriately analyzed using BI queries and reports

Adding Privacy Protection to Policy Based Authorisation Systems

An authorisation system determines who is authorised to do what i.e. it assigns privileges to users and provides a decision on whether someone is allowed to perform a requested action on a resource. A traditional authorisation decision system, which is simply called authorisation system or system in the rest of the thesis, provides the decision based on a policy which is usually written by the system administrator. Such a traditional authorisation system is not sufficient to protect privacy of personal data, since users (the data subjects) are usually given a take it or leave it choice to accept the controlling organisation’s policy. Privacy is the ability of the owners or subjects of personal data to control the flow of data about themselves, according to their own preferences. This thesis describes the design of an authorisation system that will provide privacy for personal data by including sticky authorisation policies from the issuers and data subjects, to supplement the authorisation policy of the controlling organisation. As personal data moves from controlling system to controlling system, the sticky policies travel with the data. A number of data protection laws and regulations have been formulated to protect the privacy of individuals. The rights and prohibitions provided by the law need to be enforced by the authorisation system. Hence, the designed authorisation system also includes the authorisation rules from the legislation. This thesis describes the conversion of rules from the EU Data Protection Directive into machine executable rules. Due to the nature of the legislative rules, not all of them could be converted into deterministic machine executable rules, as in several cases human intervention or human judgement is required. This is catered for by allowing the machine rules to be configurable. Since the system includes independent policies from various authorities (law, issuer, data subject and controller) conflicts may arise among the decisions provided by them. Consequently, this thesis describes a dynamic, automated conflict resolution mechanism. Different conflict resolution algorithms are chosen based on the request contexts. As the EU Data Protection Directive allows processing of personal data based on contracts, we designed and implemented a component, Contract Validation Service (ConVS) that can validate an XML based digital contract to allow processing of personal data based on a contract. The authorisation system has been implemented as a web service and the performance of the system is measured, by first deploying it in a single computer and then in a cloud server. Finally the validity of the design and implementation are tested against a number of use cases based on scenarios involving accessing medical data in a health service provider’s system and accessing personal data such as CVs and degree certificates in an employment service provider’s system. The machine computed authorisation decisions are compared to the theoretical decisions to ensure that the system returns the correct decisions

Development of a Security Methodology for Cooperative Information Systems: The CooPSIS Project

Since networks and computing systems are vital components of today\u27s life, it is of utmost importance to endow them with the capability to survive physical and logical faults, as well as malicious or deliberate attacks. When the information system is obtained by federating pre-existing local systems, a methodology is needed to integrate security policies and mechanisms under a uniform structure. Therefore, in building distributed information systems, a methodology for analysis, design and implementation of security requirements of data and processes is essential for obtaining mutual trust between cooperating organizations. Moreover, when the information system is built as a cooperative set of e-services, security is related to the type of data, to the sensitivity context of the cooperative processes and to the security characteristics of the communication paradigms. The CoopSIS (Cooperative Secure Information Systems) project aims to develop methods and tools for the analysis, design, implementation and evaluation of secure and survivable distributed information systems of cooperative type, in particular with experimentation in the Public Administration Domain. This paper presents the basic issues of a methodology being conceived to build a trusted cooperative environment, where data sensitivity parameters and security requirements of processes are taken into account. The milestones phases of the security development methodology in the context of this project are illustrated

A Platform Independent Access Control Metamodel for Web Services

Web services provide platform independent communication through an XML-based standard family. The major software vendors released their own SOA products implementing these standards. However, the configuration of the WS-* protocols differs from product to product. Matching these configurations between different products can be a very tedious task. Security protocols are among the most complicated protocols to configure, especially if access control is also required. Although the XACML standard aims to solve this task, its rules and policies described in XML are not very user friendly, and XACML has a very poor support in the major SOA products. Therefore, we have developed a platform independent metamodel for describing distributed systems of web services. From models described in this metamodel the platform specific configurations and program codes can be easily generated for the various SOA products, increasing the productivity of the development. This article introduces an access control extension to this metamodel

Context-based Access Control and Attack Modelling and Analysis

In dieser Arbeit haben wir architekturelle Sicherheitsanalysen entwickelt, um Zugriffsverletzungen und Angriffspfade zu ermitteln. Durch die fortschreitende Digitalisierung und die zunehmende Vernetzung steigt die Bedeutung der IT-Sicherheit. Die Sicherheit eines Systems besteht aus mehreren verschiedenen Eigenschaften wie Vertraulichkeit oder Integrität. In unserer Arbeit konzentrieren wir uns auf die Vertraulichkeit. Ein vertrauliches System teilt nur die benötigten Daten mit autorisierten Entitäten. Unbefugte oder böswillige Personen erhalten keinen Zugang zu vertraulichen Daten. Die Entwicklung eines vertraulichen Systems ist jedoch schwierig, da viele verschiedene Eigenschaften Einfluss auf die Vertraulichkeit haben. Ein wichtiger Einflussfaktor ist die Zugangskontrolle. Zugriffskontrollrichtlinien definieren für jedes Element innerhalb eines Systems, unter welchen Bedingungen der Zugriff gewährt werden kann. Diese Zugriffskontrollrichtlinien berücksichtigen oft den Kontext für den Zugriff. Der Kontext kann z.B. die Zeit oder der Standort von Personen sein. Durch die Berücksichtigung steigt die Komplexität der Spezifikation der Zugriffskontrolle. Dies kann zu einer Fehlspezifikation führen. Daher ist es wichtig, die Auswirkungen einer Zugriffskontrollrichtlinie zu ermitteln. Aufgrund der Komplexität ist es jedoch schwierig, die Auswirkungen zu bestimmen, da die Analyse auch den Kontext berücksichtigen muss. Neben Zugriffskontrollrichtlinien können auch Schwachstellen die Vertraulichkeit des Systems beeinflussen. Schwachstellen können von Angreifer:innen ausgenutzt werden, um Zugang zu geschützten Entitäten im System zu erhalten. Sie ermöglichen es den Angreifer:innen also, die Zugangskontrollrichtlinien zu umgehen. Schwachstellen ermöglichen nicht nur den direkten Zugang zu Entitäten, sondern ermöglichen Angreifer:innen auch die Berechtigung anderer Personen zuerlangen. Diese Berechtigung kann dann von Angreifer:innen verwendet werden, um sich bei anderen Elementen Zugang zu verschaffen. Schwachstellen hängen jedoch auch von Zugangskontrollsystemen ab, da für einige Schwachstellen eine Berechtigung erforderlich ist. So können beispielsweise einige Schwachstellen nur von berechtigten Personen ausgenutzt werden. Um die Auswirkungen einer Schwachstelle abschätzen zu können, muss eine Analyse daher auch die Eigenschaften der Zugangskontrolle berücksichtigen. Darüber hinaus ist der Kontext der Angreifer:innen wichtig, da einige Schwachstellen nur dann ausgenutzt werden können, wenn der Angreifer:innen zuvor andere Entitäten im System kompromittiert haben. Daher wird bei Angriffen eine verkettete Liste kompromittierter Entitäten erstellt. Diese Liste wird auch als Angriffspfad bezeichnet. Sie besteht aus einer Kette von Schwachstellen, die die mehrfache Ausnutzung von Schwachstellen und Zugangskontrollrichtlinien durch Angreifer:innen darstellen. Die automatische Ableitung dieser möglichen Angriffspfade kann verwendet werden, um die Auswirkungen auf die Vertraulichkeit abzuschätzen, da sie den Expert:innen eine Rückmeldung darüber gibt, welche Elemente kompromittiert werden können. Bestehende Ansätze zur Abschätzung der Sicherheit oder der Auswirkungen von Zugangskontrollrichtlinien oder Schwachstellen konzentrieren sich oft nur auf eine der beiden Eigenschaften. Ansätze, die beide Eigenschaften berücksichtigen, sind in der Anwendungsdomäne oft sehr begrenzt, z.B. lösen sie es nur für eine Anwendungsdomäne wie Microsoft Active Directory oder sie berücksichtigen nur ein begrenztes Zugangskontrollmodell. Darüber hinaus arbeiten die meisten Ansätze mit einer Netzwerktopologie. Dies kann zwar bei der Modellierung hilfreich sein, doch berücksichtigt eine Netzwerktopologie in der Regel keine weiteren Eigenschaften wie Bereitstellung von Diensten auf Servern oder die Nutzung von Komponenten. Software-Architekturmodelle können diese Informationen jedoch liefern. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Modellen, ein System bereits während der Entwicklung oder während eines Ausfalls zu analysieren. Daher hilft es bei der Verwirklichung von Security by Design. Im Einzelnen sind unsere Beiträge: Wir haben ein Metamodell für die Zugriffskontrolle entwickelt, um kontextbasierte Zugriffskontrollrichtlinien in der Software-Architektur zu spezifizieren. Zusätzlich haben wir ein Schwachstellen-Metamodell entwickelt, um Schwachstellen in Software-Architekturen zu spezifizieren. Die Zugriffskontrollrichtlinien können in einer szenariobasierten Zugriffskontrollanalyse analysiert werden, um Zugriffsverletzungen zu identifizieren. Wir haben zwei Angriffsanalysen entwickelt. Beide können Angriffspfade auf einem Architekturmodell generieren und Schwachstellen und Zugangskontrollrichtlinien verwenden. Die eine Analyse betrachtet die Angriffsausbreitung von einem bestimmten Startpunkt in der Software-Architektur. Die andere findet Angriffspfade, die zu einem bestimmten Architekturelement führen. Wir haben unsere Sicherheitsanalysen anhand verschiedener Evaluierungsszenarien evaluiert. Diese Szenarien wurden auf der Grundlage von Evaluierungsfällen aus verwandten Arbeiten oder realen Sicherheitsvorfällen erstellt. Für die erste Analyse haben wir die Genauigkeit bei der Identifizierung von Zugriffsverletzungen untersucht. Unsere Ergebnisse deuten auf eine hohe Genauigkeit hin. Für die beiden Angriffsanalysen untersuchten wir die Genauigkeit hinsichtlich der gefundenen kompromittierten Elemente, die Aufwandsreduzierung bei der Verwendung unserer Analysen und die Skalierbarkeit. Unsere Ergebnisse deuten auf eine hohe Genauigkeit und eine Aufwandsreduzierung hin. Allerdings ist die Skalierbarkeit für beide Ansätze nicht ideal. Für kleinere Software-Architekturen ist sie jedoch akzeptabel. Der von uns entwickelte Ansatz kann Software-Architekt:innen dabei helfen, sicherere Systeme zu entwerfen. Der Ansatz kann die Auswirkungen von Zugriffskontrollrichtlinien anhand von Zugriffsverletzungen und für Schwachstellen zusammen mit Zugriffskontrollrichtlinien anhand von Angriffspfaden aufzeigen. Durch die Verwendung von Software-Architekturmodellen kann unser Ansatz dieses Feedback bereits während des Entwurfs der Software liefern. Dies kann helfen, nach "Security by Design" zu entwickeln