Extending RBAC model to control sequences of CRUD expressions

In database applications, access control is aimed at requests are mainly formalized by Create, Read, Update and Delete (CRUD)expressions. The supervision process can be formalized at a high level, such as based on the RBAC model, but in the end the relevant aspect is the data being accessed through each CRUD expression. In critical database applications access control can be enforced not on a CRUD by CRUD basis but enforced at the level of sequences of CRUD expressions (workflow). This situation can occur whenever established security policies are based on strict procedures that define step by step the actions (sequences of CRUD expressions) to be followed. Current RBAC models do not support this type of security policies. To overcome this security gap, we leverage previous researches to propose an extension to the RBAC model to control for each role which sequences of CRUD expressions are authorized. We demonstrate empirical evidence of the effectiveness of our proposal from a use case based on Java and JDBC. Our use case is based on typed security layers built from a software architectural model and also from metadata based on the proposed RBAC model extension

RBAC seguro, dinâmico e distribuído para aplicações relacionais

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaNowadays, database application use tools like Java Database Connectivity, Hibernate or ADO.NET to access data stored in databases. These tools are designed to bring together the relational database and object-oriented programming paradigms, forsaking applied access control policies. Hence, the application developers must master the established policies as a means to develop software that is conformant with the established access control policies. Furthermore, there are situations where these policies can evolve dynamically. In these cases it becomes hard to adjust the access control mechanisms. This challenge has led to the development of an extension to the role based access control (RBAC) model where permissions are defined as a sequence of create, read, update and delete (CRUD) expressions that can be executed and the interfaces to access them. From these permissions it's possible to generate security artefacts on the client side, i.e. in a distributed manner, which allows the clients to access the stored data while satisfying the security policies defined. On top of this model extension, a security layer has also been created in order to make the access control secure and obligatory. For the RBAC model extension this work leverages a previous work that created a dynamic access control architecture for relational applications, here referred to as DACA (Dynamic Access Control Architecture). DACA uses business logic information and the defined access control policies to build dynamically the security artefacts for the applications. In situations where the access control policies can evolve dynamically, the security artefacts are adjusted automatically. This base work, however, defines as permissions CRUD expressions, which can be executed in any order, and needs an adequate security layer to authenticate users and protect the system form intruders. Hence, this work aims to create a new architecture, called “S-DRACA” (Secure, Dynamic and Distributed Role-based Access Control Architecture), which extends the work done with DACA so that it is capable of enforcing sequences of CRUD expressions that the applications can execute if the sequences are associated with their roles and the development of a security layer to make it secure. We discuss as well the performance of this system and its applicability to other environments outside of relational databases.Atualmente, aplicações que acedem a bases de dados utilizam ferramentas como o Java Database Connectivity, Hibernate ou ADO.NET para aceder aos dados nelas armazenados. Estas ferramentas estão desenhadas para unir os paradigmas das bases de dados relacionais e da programação orientada a objetos, mas não estão preocupados com as políticas de controlo de acesso a aplicar. Portanto, os programadores de aplicações têm de dominar as políticas estabelecidas a fim de desenvolver aplicações em conformidade com as políticas de controlo de acesso estabelecidas.. Além disso, existem situações em que as políticas de controlo de acesso podem evoluir dinamicamente. Nestes casos, torna-se difícil adequar os mecanismos de controlo de acesso. Este desafio motivou o desenvolvimento de uma extensão ao modelo de controlo de acesso baseado em papeis (RBAC) que define como permissões sequências de expressões para criar, ler, atualizar e apagar (CRUD) informação e as interfaces de acesso a cada uma delas. A partir destas permissões podem ser gerados artefactos de segurança do lado dos clientes, i.e. de uma forma distribuída, que lhes permitem aceder à informação armazenada na base de dados segundo as políticas definidas. Por cima desta extenção também foi criada uma camada de segurança para tornar o controlo de acesso seguro e obrigatório. Para a extensão do modelo RBAC este trabalho baseou-se num trabalho anterior que criou uma arquitectura dinâmica de controlo de acesso para aplicações de bases de dados relacionais, aqui referida como DACA (Dynamic Access Control Architecture). DACA utiliza informação da lógica de negócio e as políticas de controlo de acesso que foram definidos para criar dinamicamente os artefactos de segurança para as aplicações. Em situações onde as políticas de controle de acesso evoluem de forma dinâmica, os artefactos de segurança são ajustados automaticamente. Este trabalho base, no entanto, define como permissões as expressões CRUD, podendo estas ser executadas em qualquer ordem, e necessita de uma camada de segurança adequada para autenticar utilizadores e proteger os dados sensíveis de intrusos. Portanto, neste trabalho, pretende-se criar uma nova arquitectura, chamada “S-DRACA” (Secure, Dynamic and Distributed Role-based Access Control Architecture), que estende o trabalho feito no âmbito do DACA para que este seja capaz de garantir que sejam cumpridas sequência de expressões CRUD que as aplicações podem executar e que estão associados aos seus papéis nas políticas RBAC e desenvolver uma camada de segurança adequada para a tornar segura. Discutimos, também, o seu desempenho e aplicabilidade em outros ambientes sem ser em bases de dados relacionais

Modelo de controlo de acesso para suportar orquestração de expressões CRUD

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaAccess Control is a sensitive and crucial aspect when it comes to securing the data present in the databases. In an application which is driven by Create, Read, Update and Delete (CRUD) expressions, users can execute a single CRUD expression or a sequence of CRUD expressions to achieve the desired results. In such type of applications, the Access Control is not just Iimited to authorizing the subject for accessing the object, but it also aims to authorize and validate the operations that a subject can perform on the data after the authorization. Current Access Control models are generally concerned with restricting the access to the resources. However, once the subject is authorized, there are no restrictions on the actions a subject can perform on the resources. In this work an Access Control Model has been presented which extends current Access Control model's features to provide an environment where a set of predefined policies are implemented as graphs of CRUD expressions. The design of the access control policies is based on the CRUD expressions that a user needs to execute to complete a task. These graphs of CRUD expressions are hence used for controlling and validating the actions that can be performed on authorized information. In order to reuse the policies, presented model allows the inter execution of the policies based on some predefined rules. The aim of the present thesis work is to provide a structure which allows the application users to only execute the authorized sequences of CRUD expressions in a predefined order and allows the security experts to design the policies in a flexible way through the graph data structure. As a proof of concept, Role based Access Control model (RBAC) has been taken as a reference access control model and the base for this work is chosen as Secured, Distributed and Dynamic RBAC (S-DRACA) which allowed the sequence of CRUD expressions to be executed in single direction.O controlo de acesso é um aspecto sensível e crucial quando se fala de proteger dados presentes em base de dados. Em aplicações que assentam numa base de dados baseadas em expressões Creafe, Read, Update e Delefe (CRUD) , os utilizadores podem executar uma ou uma sequência de expressões CRUD para obter um dado resultado. Neste tipo de aplicações o controlo de acesso não é limitado apenas a autorizar o acesso a um objecto por um sujeito, mas também a autorizar e validar as operações que o sujeito pode fazer sobre os dados depois de obter autorização. Os modelos atuais de controlo de acesso geralmente focamse em restringir o acesso aos recursos CRUD a CRUD. No entanto, logo que o sujeito é autorizado, não há restrições sob as ações que este pode efetuar sobre esses recursos. Neste trabalho é apresentado um modelo de controlo de acesso que extende as funcionalidades dos modelos de controlo de acesso atuais para fornecer um ambiente onde um conjunto de politicas predefinidas são implementadas como grafos de expressões CRUD. Estes grafos de expressões CRUD são considerados como sequências que atuam como politicas guardadas e preconfiguradas. O design das sequências é baseado nas operações que o utilizador deseja efetuar para obter um dado resultado. Estas sequências de expressões CRUD são assim usadas para controlar e validar as ações que podem ser efetuadas sobre a informação armazenada. De forma a reusar estas políticas, o modelo apresentado define o uso de execuçao externa de políticas configuradas. O objetivo do trabalho nesta tese é fornecer uma estrutura que permite aos utilizadores de aplicações apenas executarem sequências autorizadas de expressões CRUD numa ordem predefinida e permitir aos administradores de sistema de desenharem politicas de uma forma flexível através de estruturas de grafos. Como prova de conceito, o modelo Role Based Access Control (RBAC) foi tido como referência para o modelo de controlo de acesso e para a base deste trabalho foi escolhido o S-DRACA que permite sequências de expressões CRUD de serem executadas por ordem

Acesso remoto dinâmico e seguro a bases de dados com integração de políticas de acesso suave

The amount of data being created and shared has grown greatly in recent years, thanks in part to social media and the growth of smart devices. Managing the storage and processing of this data can give a competitive edge when used to create new services, to enhance targeted advertising, etc. To achieve this, the data must be accessed and processed. When applications that access this data are developed, tools such as Java Database Connectivity, ADO.NET and Hibernate are typically used. However, while these tools aim to bridge the gap between databases and the object-oriented programming paradigm, they focus only on the connectivity issue. This leads to increased development time as developers need to master the access policies to write correct queries. Moreover, when used in database applications within noncontrolled environments, other issues emerge such as database credentials theft; application authentication; authorization and auditing of large groups of new users seeking access to data, potentially with vague requirements; network eavesdropping for data and credential disclosure; impersonating database servers for data modification; application tampering for unrestricted database access and data disclosure; etc. Therefore, an architecture capable of addressing these issues is necessary to build a reliable set of access control solutions to expand and simplify the application scenarios of access control systems. The objective, then, is to secure the remote access to databases, since database applications may be used in hard-to-control environments and physical access to the host machines/network may not be always protected. Furthermore, the authorization process should dynamically grant the appropriate permissions to users that have not been explicitly authorized to handle large groups seeking access to data. This includes scenarios where the definition of the access requirements is difficult due to their vagueness, usually requiring a security expert to authorize each user individually. This is achieved by integrating and auditing soft access policies based on fuzzy set theory in the access control decision-making process. A proof-of-concept of this architecture is provided alongside a functional and performance assessment.A quantidade de dados criados e partilhados tem crescido nos últimos anos, em parte graças às redes sociais e à proliferação dos dispositivos inteligentes. A gestão do armazenamento e processamento destes dados pode fornecer uma vantagem competitiva quando usados para criar novos serviços, para melhorar a publicidade direcionada, etc. Para atingir este objetivo, os dados devem ser acedidos e processados. Quando as aplicações que acedem a estes dados são desenvolvidos, ferramentas como Java Database Connectivity, ADO.NET e Hibernate são normalmente utilizados. No entanto, embora estas ferramentas tenham como objetivo preencher a lacuna entre as bases de dados e o paradigma da programação orientada por objetos, elas concentram-se apenas na questão da conectividade. Isto aumenta o tempo de desenvolvimento, pois os programadores precisam dominar as políticas de acesso para escrever consultas corretas. Além disso, quando usado em aplicações de bases de dados em ambientes não controlados, surgem outros problemas, como roubo de credenciais da base de dados; autenticação de aplicações; autorização e auditoria de grandes grupos de novos utilizadores que procuram acesso aos dados, potencialmente com requisitos vagos; escuta da rede para obtenção de dados e credenciais; personificação de servidores de bases de dados para modificação de dados; manipulação de aplicações para acesso ilimitado à base de dados e divulgação de dados; etc. Uma arquitetura capaz de resolver esses problemas é necessária para construir um conjunto confiável de soluções de controlo de acesso, para expandir e simplificar os cenários de aplicação destes sistemas. O objetivo, então, é proteger o acesso remoto a bases de dados, uma vez que as aplicações de bases de dados podem ser usados em ambientes de difícil controlo e o acesso físico às máquinas/rede nem sempre está protegido. Adicionalmente, o processo de autorização deve conceder dinamicamente as permissões adequadas aos utilizadores que não foram explicitamente autorizados para suportar grupos grandes de utilizadores que procuram aceder aos dados. Isto inclui cenários em que a definição dos requisitos de acesso é difícil devido à sua imprecisão, geralmente exigindo um especialista em segurança para autorizar cada utilizador individualmente. Este objetivo é atingido no processo de decisão de controlo de acesso com a integração e auditaria das políticas de acesso suaves baseadas na teoria de conjuntos difusos. Uma prova de conceito desta arquitetura é fornecida em conjunto com uma avaliação funcional e de desempenho.Programa Doutoral em Informátic

DACA: arquitetura para implementação de mecanismos dinâmicos de controlo de acesso em camadas de negócio

Doutoramento em Ciências da ComputaçãoAccess control is a software engineering challenge in database applications. Currently, there is no satisfactory solution to dynamically implement evolving fine-grained access control mechanisms (FGACM) on business tiers of relational database applications. To tackle this access control gap, we propose an architecture, herein referred to as Dynamic Access Control Architecture (DACA). DACA allows FGACM to be dynamically built and updated at runtime in accordance with the established fine-grained access control policies (FGACP). DACA explores and makes use of Call Level Interfaces (CLI) features to implement FGACM on business tiers. Among the features, we emphasize their performance and their multiple access modes to data residing on relational databases. The different access modes of CLI are wrapped by typed objects driven by FGACM, which are built and updated at runtime. Programmers prescind of traditional access modes of CLI and start using the ones dynamically implemented and updated. DACA comprises three main components: Policy Server (repository of metadata for FGACM), Dynamic Access Control Component (DACC) (business tier component responsible for implementing FGACM) and Policy Manager (broker between DACC and Policy Server). Unlike current approaches, DACA is not dependent on any particular access control model or on any access control policy, this way promoting its applicability to a wide range of different situations. In order to validate DACA, a solution based on Java, Java Database Connectivity (JDBC) and SQL Server was devised and implemented. Two evaluations were carried out. The first one evaluates DACA capability to implement and update FGACM dynamically, at runtime, and, the second one assesses DACA performance against a standard use of JDBC without any FGACM. The collected results show that DACA is an effective approach for implementing evolving FGACM on business tiers based on Call Level Interfaces, in this case JDBC.Controlo de acesso é um desafio para a engenharia de software nas aplicações de bases de dados. Atualmente, não há uma solução satisfatória para a implementação dinâmica de mecanismos finos e evolutivos de controlo de acesso (FGACM) ao nível das camadas de negócio de aplicações de bases de dados relacionais. Para solucionar esta lacuna, propomos uma arquitetura, aqui referida como Arquitetura Dinâmica de Controlo de Acesso (DACA). DACA permite que FGACM sejam dinamicamente construídos e atualizados em tempo de execução de acordo com as políticas finas de controlo de acesso (FGACP) estabelecidas. DACA explora e utiliza as características das Call Level Interfaces (CLI) para implementar FGACM ao nível das camadas de negócio. De entre as características das CLI, destacamos o seu desempenho e os diversos modos para acesso a dados armazenados em bases de dados relacionais. Na DACA, os diversos modos de acesso das CLI são envolvidos por objetos tipados derivados de FGACM, que são construídos e atualizados em tempo de execução. Os programadores prescindem dos modos tradicionais de acesso das CLI e passam a utilizar os dinamicamente construídos e atualizados. DACA compreende três componentes principais: Policy Server (repositório de meta-data dos FGACM), Dynamic Access Control Component (componente da camada de negócio que é responsável pela implementação dos FGACM) e Policy Manager (broker entre DACC e Policy Server). Ao contrário das soluções atuais, DACA não é dependente de qualquer modelo de controlo de acesso ou de qualquer política de controlo de acesso, promovendo assim a sua aplicabilidade a muitas e diversificadas situações. Com o intuito de validar DACA, foi concebida e desenvolvida uma solução baseada em Java, Java Database Connectivity (JDBC) e SQL Server. Foram efetuadas duas avaliações. A primeira avalia DACA quanto à sua capacidade para dinamicamente, em tempo de execução, implementar e atualizar FGACM e, a segunda, avalia o desempenho de DACA contra uma solução sem FGACM que utiliza o JDBC normalizado. Os resultados recolhidos mostram que DACA é uma solução válida para implementar FGACM evolutivos em camadas de negócio baseadas em CLI

Traduciendo OCL como lenguaje de consultas y restricciones

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Informática, Departamento de Sistemas Informáticos y Computación, leída el 30-06-2017Esta tesis doctoral debe gran parte de su motivación inicial y enfoque final a la discusión muy animada y perspicaz que tuvo lugar durante el seminario “Automated Reasoning on Conceptual Schemas” en Dagstuhl (19-24 Mayo, 2013) [18], en el cual tuvimos la fortuna de participar.Incluso antes de asistir al seminario, sobre la base de nuestra propia experiencia aplicando la metodología de desarrollo dirigida por modelos en el proyecto Action GUI [1],ya estábamos convencidos de la veracidad y la importancia de tres declaraciones claves contenidas en la presentación del mismo, que resumen muy bien las motivaciones finales de esta tesis:“La calidad de un sistema de información se determina en gran medida a principios del ciclo de desarrollo, es decir, durante la especificación de los requisitos y el modelado conceptual, ya que los errores introducidos en estas etapas suelen ser mucho más costosos de corregir que los errores cometidos durante el diseño o la implementación.”“Por lo tanto, es deseable prevenir, detectar y corregir errores tan pronto como sea posible en el proceso de desarrollo evaluando la corrección de los esquemas conceptuales construidos.”“La alta expresividad de los esquemas conceptuales requiere adoptar técnicas de razonamiento automatizadas para apoyar al diseñador en esta importante tarea.”...This doctoral dissertation owes a great deal of its initial motivation and final focusto the very lively and insightful discussion that took place during the Dagstuhl Seminar“Automated Reasoning on Conceptual Schemas” (19-24 May, 2013) [18], which we havethe fortune to participate in.Even before attending the seminar, based on our own experience applying the modeldrivendevelopment methodology within the ActionGUI project [1], we were already convincedof the truthfulness and importance of three key statements contained in the seminar’spresentation, which summarize very well this dissertation’s ultimate motivations:“The quality of an information system is largely determined early in the developmentcycle, i.e., during requirements specification and conceptual modeling, since errorsintroduced at these stages are usually much more expensive to correct than errorsmade during design or implementation.”“Thus, it is desirable to prevent, detect, and correct errors as early as possible in thedevelopment process by assessing the correctness of the conceptual schemas built.”“The high expressivity of conceptual schemas requires to adopt automated reasoningtechniques to support the designer in this important task.”..Depto. de Sistemas Informáticos y ComputaciónFac. de InformáticaTRUEunpu

Personalized Pain Study Platform Using Evidence-Based Continuous Learning Tool

With the increased accessibility to mobile technologies, research utilizing mobile technologies in medical and public health area has also increased. The efficiency and effectiveness of healthcare services are also improved by introduction of mobile technologies. Effective pain treatment requires regular and continuous pain assessment of the patients. Mobile Health or mHealth has been an active interdisciplinary research area for more than a decade to research pain assessment through different software research tools. Different mHealth support systems are developed to assess pain level of patient using different techniques. Close attention to participant’s self- reported pain along with data mining based pain level detection could help the healthcare industry and researchers to deliver effective health services in pain treatment. Pain expression recognition can be a good way for data mining based approach though pain expression recognition itself may utilize different approach based on the research study scope. Most of the pain research tools are study or disease specific. Some of the tools are pain specific (lumber pain, cancer pain etc) and some are patient group specific (neonatal, adult, woman etc). This results in recurrent but potentially avoidable costs such as time, money, and workforce to develop similar service or software research tools for each research study. Based on the pain study research characteristics, it is possible to design and implement a customizable and extensible generic pain research tool. In this thesis, we have proposed, designed, and implemented a customizable personalized pain study platform tool following a micro service architecture. It has most of the common software research modules that are needed for a pain research study. These include real-time data collection, research participant management, role based access control, research data anonymization etc. This software research tool is also used to investigate pain level detection accuracy using evidence-based continuous learning from facial expression which yielded about 71% classification accuracy. This tool is also HIPAA compliant and platform independent which makes it device independent, privacy-aware, and security-aware

Model-based, event-driven programming paradigm for interactive web applications

Applications are increasingly distributed and event-driven. Advances in web frameworks have made it easier to program standalone servers and their clients, but these applications remain hard to write. A model-based programming paradigm is proposed that allows a programmer to represent a distributed application as if it were a simple sequential program, with atomic actions updating a single, shared global state. A runtime environment executes the program on a collection of clients and servers, automatically handling (and hiding from the programmer) complications such as network communication (including server push), serialization, concurrency and races, persistent storage of data, and queuing and coordination of events.National Science Foundation (U.S.) (Grant CCF-1138967)National Science Foundation (U.S.) (Grant CCF-1012759)National Science Foundation (U.S.) (Grant CCF-0746856

Generation of policy-rich websites from declarative models

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2009.Includes bibliographical references (p. 89-93).Protecting sensitive data stored behind online websites is a major challenge, but existing techniques are inadequate. Automated website builders typically offer very limited options for specifying custom access policies. Manually adding access policy checks to website code is tedious and error-prone, and it is currently not. feasible to automatically verify that a website conforms to its required access policy. Furthermore, policies change over time, and it can be costly to modify an existing website to reflect the changes or to certify that the modified website still complies with the desired policy. This research presents a declarative modeling approach designed to address these issues, where the data model and the access policy are specified using Alloy, and tile Weballoy tool automatically generates a dynamic website that guarantees the access policy by construction.by Felix Sheng-Ho Chang.Ph.D