V-Model Role Engineering

The paper focuses on role engineering which is an important topic in the development of access control system, particularly when considering Role Based Access Control – RBAC models. Despite the wide use of RBAC in various applications, the role engineering process is not a standardized approach. The paper aims to define a methodology and a process model for role engineeringInformation security, access control systems, role based access control systems – RBAC, engineering methodologies, security policies, access control models

Architectural Alignment of Access Control Requirements Extracted from Business Processes

Geschäftsprozesse und IT-Systeme sind einer ständigen Evolution unterworfen und beeinflussen sich in hohem Maße gegenseitig. Dies führt zu der Herausforderung, Sicherheitsaspekte innerhalb von Geschäftsprozessen und Enterprise Application Architectures (EAAs) in Einklang zu bringen. Im Besonderen gilt dies für Zugriffskontrollanforderungen, welche sowohl in der IT-Sicherheit als auch im Datenschutz einen hohen Stellenwert haben. Die folgenden drei Ziele der Geschäftsebene verdeutlichen die Bedeutung von Zugriffskontrollanforderungen: $1)$ Identifikation und Schutz von kritischen und schützenswerten Daten und Assets. $2)$ Einführung einer organisationsweiten IT-Sicherheit zum Schutz vor cyberkriminellen Attacken. $3)$ Einhaltung der zunehmenden Flut an Gesetzen, welche die IT-Sicherheit und den Datenschutz betreffen. Alle drei Ziele sind in einem hohen Maß mit Zugriffskontrollanforderungen auf Seiten der Geschäftsebene verbunden. Aufgrund der Fülle und Komplexität stellt die vollständige und korrekte Umsetzung dieser Zugriffskontrollanforderungen eine Herausforderung für die IT dar. Hierfür muss das Wissen von der Geschäftsebene hin zur IT übertragen werden. Die unterschiedlichen Terminologien innerhalb der Fachdomänen erschweren diesen Prozess. Zusätzlich beeinflussen die Größe von Unternehmen, die Komplexität von EAAs sowie die Verflechtung zwischen EAAs und Geschäftsprozessen die Fehleranfälligkeit im Entwurfsprozess von Zugriffsberechtigungen und EAAs. Dieser Zusammenhang führt zu einer Diskrepanz zwischen ihnen und den Geschäftsprozessen und wird durch den Umstand der immer wiederkehrenden Anpassungen aufgrund von Evolutionen der Geschäftsprozesse und IT-Systeme verstärkt. Bisherige Arbeiten, die auf Erweiterungen von Modellierungssprachen setzen, fordern einen hohen Aufwand von Unternehmen, um vorhandene Modelle zu erweitern und die Erweiterungen zu pflegen. Andere Arbeiten setzen auf manuelle Prozesse. Diese erfordern viel Aufwand, skalieren nicht und sind bei komplexen Systemen fehleranfällig. Ziel meiner Arbeit ist es, zu untersuchen, wie Zugriffskontrollanforderungen zwischen der Geschäftsebene und der IT mit möglichst geringem Mehraufwand für Unternehmen angeglichen werden können. Im Speziellen erforsche ich, wie Zugriffskontrollanforderungen der Geschäftsebene, extrahiert aus Geschäftsprozessen, automatisiert in Zugriffsberechtigungen für Systeme der rollenbasierten Zugriffskontrolle (RBAC) überführt werden können und wie die EAA zur Entwurfszeit auf die Einhaltung der extrahierten Zugriffskontrollanforderungen überprüft werden kann. Hierdurch werden Sicherheitsexperten beim Entwerfen von Zugriffsberechtigungen für RBAC Systeme unterstützt und die Komplexität verringert. Weiterhin werden Enterprise-Architekten in die Lage versetzt, die EAA zur Entwurfszeit auf Datenflüsse von Services zu untersuchen, welche gegen die geschäftsseitige Zugriffskontrollanforderungen verstoßen und diese Fehler zu beheben. Die Kernbeiträge meiner Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: $\textbf{I)}$ Ein Ansatz zur automatisierten Extraktion von geschäftsseitigen Zugriffskontrollanforderungen aus Geschäftsprozessen mit anschließender Generierung eines initialen Rollenmodells für RBAC. $\textbf{II)}$ Ein Ansatz zum automatisierten Erstellen von architekturellen Datenfluss-Bedingungen aus Zugriffskontrollanforderungen zur Identifikation von verbotenen Datenflüssen in Services von IT-Systemen der EAA. $\textbf{III)}$ Eine Prozessmodell für Unternehmen über die Einsatzmöglichkeiten der Ansätze innerhalb verschiedener Evolutionsszenarien. $\textbf{IV)}$ Ein Modell zur Verknüpfung relevanter Elemente aus Geschäftsprozessen, RBAC und EAAs im Hinblick auf die Zugriffskontrolle. Dieses wird automatisiert durch die Ansätze erstellt und dient unter anderem zur Dokumentation von Entwurfsentscheidungen, zur Verbesserung des Verständnisses von Modellen aus anderen Domänen und zur Unterstützung des Enterprise-Architekten bei der Auflösung von Fehlern innerhalb der EAA. Die Anwendbarkeit der Ansätze wurden in zwei Fallstudien untersucht. Die erste Studie ist eine Real-Welt-Studie, entstanden durch eine Kooperation mit einer staatlichen Kunsthalle, welche ihre IT-Systeme überarbeitet. Eine weitere Fallstudie wurde auf Basis von Common Component Modeling Example (CoCoME) durchgeführt. CoCoME ist eine durch die Wissenschaftsgemeinde entwickelte Fallstudie einer realistischen Großmarkt-Handelskette, welche speziell für die Erforschung von Software-Modellierung entwickelt wurde und um Evolutinsszenarien ergänzt wurde. Aufgrund verschiedener gesetzlicher Regularien an die IT-Sicherheit und den Datenschutz sowie dem Fluss von sensiblen Daten eignen sich beide Fallstudien für die Untersuchung von Zugriffskontrollanforderungen. Beide Fallstudien wurden anhand der Goal Question Metric-Methode durchgeführt. Es wurden Validierungsziele definiert. Aus diesen wurden systematisch wissenschaftliche Fragen abgleitet, für welche anschließend Metriken aufgestellt wurden, um sie zu untersuchen. Die folgenden Aspekte wurden untersucht: $\bullet$ Qualität der generierten Zugriffsberechtigungen. $\bullet$ Qualität der Identifikation von fehlerhaften Datenflüssen in Services der EAA. $\bullet$ Vollständigkeit und Korrektheit des generierten Modells zur Nachverfolgbarkeit von Zugriffskontrollanforderungen über Modelle hinweg. $\bullet$ Eignung der Ansätze in Evolutionsszenarien von Geschäftsprozessen und EAAs. Am Ende dieser Arbeit wird ein Ausblick gegeben, wie sich die vorgestellten Ansätze dieser Arbeit erweitern lassen. Dabei wird unter anderem darauf eingegangen, wie das Modell zur Verknüpfung relevanter Elemente aus Geschäftsprozessen, RBAC und EAAs im Hinblick auf die Zugriffskontrolle, um Elemente aus weiteren Modellen der IT und der Geschäftsebene, erweitert werden kann. Weiterhin wird erörtert wie die Ansätze der Arbeit mit zusätzlichen Eingabeinformationen angereichert werden können und wie die extrahierten Zugriffskontrollanforderungen in weiteren Domänenmodellen der IT und der Geschäftsebene eingesetzt werden können

Architectural Alignment of Access Control Requirements Extracted from Business Processes

Business processes and information systems evolve constantly and affect each other in non-trivial ways. Aligning security requirements between both is a challenging task. This work presents an automated approach to extract access control requirements from business processes with the purpose of transforming them into a) access permissions for role-based access control and b) architectural data flow constraints to identify violations of access control in enterprise application architectures

Role-Based Access Control Using Knowledge Acquisition in Automated Specification

Turvalisust peetakse infosüsteemide üheks aspektiks. RBAC on lähenemine, mis piirab süsteemi ligipääsu ainult autoriseeritud kasutajatele infosüsteemides. Olemasolevad turvalisusmudelite keeled või lähenemised adresseerivad IS-i turvalisust, kuigi olemasolevad keeled või lähenemised tingimata ei kohandu RBAC-i vajadustele. On olemas mitmeid modelleerimiskeeli (nt SecureUML, UMLSec, jne) mis esindavad RBAC-i, kuid nad ei ole koosvõimelised (raske selgitada) ning neid ei ole lihtne võrrelda omavahel. Iga modelleerimiskeel esindab erinevaid perspektiive informatsioonisüsteemides. Pealegi on vajadus ühendada disain ja nõudestaadiumid selleks, et avastada süsteemi turvalisusprobleemid ja analüüsida seotud turvalisuskompromisse varasemates staadiumites. KAOS on eesmärgipõhine nõue tehnikavaatenurgast, et paika panna tarkvara nõuded. Sellel hetkel, KAOS on tulevikus võtmelahendus selleks, et kombineerida nõuded disainipõhimõtetega. Selles teesis me analüüsime KAOS-e võimet kohaneda RBAC-ile. Täpsemalt, me kasutame süstemaatilist lähenemist selleks, et aru saada kuidas KAOS-t on võimalik kasutada nii, et see kohanduks RBAC-ile. Meie uurimistöö põhineb transformatsioonireeglitel KAOS-SecureUML-i ja KAOS-UMLSec-i vahel. Pealegi, läbi nende muutuste näitame me kuidas sobitasime KAOS-e RBAC-ile. Selle uurimistöö esitamisel on mitmeid kasutegureid. Esiteks, see aitab potentsiaalselt mõista kuidas KAOS toimib koos RBAC-iga. Teiseks, see defineerib lähenemise välja meelitada turvanõuetele IS-i varajastes arendusfaasides RBAC-i jaoks. See rakendab meie tulemused juhtumuuringus selleks, et mõõta määratletud lähenemise õigsust. Kolmandaks, see transformatsioon KAOS-est/KAOS-eni aitaks IS arendajaid ja teistel süsteemi osanikel (nt süsteemianalüütikuid, süsteemi administraatoreid jne) mõista kui tähtsad need turvalisuslähenemised on ja millistel on rohkem eeliseid/puudusi. Me planeerime kehtestada oma tulemused selleks, et reegleid ja modeleid muuta olenevalt nende õigsust, mida mõõdetakse. Viimaseks, me oleme võimelised õigustama oma disainistaadiumit nõudmise staadiumiga.Security is considered to be an aspect of information systems. Role-based access control (RBAC) is an approach to restricting system access to authorized users in information systems. Existing security modeling languages and/or approaches address the security of the IS, however existing languages or approaches do not necessarily conforms to the needs of RBAC. There are several modeling languages (e.g. SecureUML, UMLSec, etc.) to represent RBAC but they are not interoperable and it is not easy to compare one with another. Each modeling language represents different perspectives on information systems. Besides, there is a need to merge design and requirement stages in order to discover system security concerns and analyze related security trade-offs at the earlier stages. Knowledge acquisition in automated specification (KAOS) is a goal oriented requirement engineering approach to elicit software requirements. In this point, KAOS will be a key solution in order to combine requirements with design principles. In this thesis, we will analyze KAOS to apply RBAC. More specifically, we will apply a systematic approach to understand how KAOS can be used to apply RBAC. Our research work will be based on the transformation rules between KAOS-SecureUML and KAOS-UMLSec, and vice versa. Moreover, through these transformations we will show how we aligned KAOS to RBAC. The contribution of this research has several benefits. Firstly, it will potentially help to understand how KAOS could deal with RBAC. Secondly it will define the approach to elicit security requirements for RBAC at early stages of the IS development. This will apply our results in a case study to measure the correctness of the defined approach. Thirdly, the transformations from/to the KAOS would help IS developers and the other system stakeholders (e.g. system analysts, system administrators, etc.) to understand how important these security approaches (KAOS, SecureUML and UMLSec) are and which one has more advantages/disadvantages. We plan to validate our results for transformation rules and the models regarding their correctness that will be measured. Last but not least, we will be able to justify the design stage with requirement stage

A probabilistic approach to hybrid role mining

Role mining algorithms address an important access con-trol problem: configuring a role-based access control sys-tem. Given a direct assignment of users to permissions, role mining discovers a set of roles together with an assignment of users to roles. The results should closely agree with the direct assignment. Moreover, the roles should be under-standable from the business perspective in that they reflect functional roles within the enterprise. This requires hybrid role mining methods that work with both direct assignments and business information from the enterprise. In this paper, we provide statistical measures to analyze the relevance of different kinds of business information for defining roles. We then present an approach that incor-porates relevant business information into a probabilistic model with an associated algorithm for hybrid role mining. Experiments on actual enterprise data show that our algo-rithm yields roles that both explain the given user-permission assignments and are meaningful from the business perspec-tive

Evaluating the Risk of Adopting RBAC Roles

Abstract. We propose a framework to evaluate the risk incurred when managing users and permissions through RBAC. The risk analysis framework does not require roles to be defined, thus making it applicable before the role engineering phase. In particular, the proposed approach highlights users and permissions that markedly deviate from others, and that might consequently be prone to error when roles are operating. By focusing on such users and permissions during the role definition process, it is possible to mitigate the risk of unauthorized accesses and role misuse

BRANCH: an ASP systems benchmark for resource allocation in business processes

The goal of BRANCH is to benchmark Answer Set Programming (ASP) systems to test their performance when dealing with the task of automatically allocating resources to business process activities. Like many other scheduling problems, the allocation of resources and starting times to process activities is a challenging optimization problem, yet it is a crucial step for an optimal execution of the processes. BRANCH has been designed as a configurable benchmark equipped with instance generators that produce problem instances of different size and hardness with respect to adjustable parameters. This application-oriented benchmark supports the BPM community to find the ASP systems and implementations that perform better in solving the resource allocation problem.Ministerio de Ciencia e Innovación RTI2018-100763-J-I0

Process control and configuration of a reconfigurable production system using a multi-agent software system

Thesis (M. Tech. (Information Technology)) -- Central University of technology, Free State, 2011Traditional designs for component-handling platforms are rigidly linked to the product being produced. Control and monitoring methods for these platforms consist of various proprietary hardware controllers containing the control logic for the production process. Should the configuration of the component handling platform change, the controllers need to be taken offline and reprogrammed to take the changes into account. The current thinking in component-handling system design is the notion of re-configurability. Reconfigurability means that with minimum or no downtime the system can be adapted to produce another product type or overcome a device failure. The re-configurable component handling platform is built-up from groups of independent devices. These groups or cells are each responsible for some aspect of the overall production process. By moving or swopping different versions of these cells within the component-handling platform, re-configurability is achieved. Such a dynamic system requires a flexible communications platform and high-level software control architecture to accommodate the reconfigurable nature of the system. This work represents the design and testing of the core of a re-configurable production control software platform. Multiple software components work together to control and monitor a re-configurable component handling platform. The design and implementation of a production database, production ontology, communications architecture and the core multi-agent control application linking all these components together is presented