Koostööäriprotsesside läbiviimine plokiahelal: süsteem

Tänapäeval peavad organisatsioonid tegema omavahel koostööd, et kasutada ära üksteise täiendavaid võimekusi ning seeläbi pakkuda oma klientidele parimaid tooteid ja teenuseid. Selleks peavad organisatsioonid juhtima äriprotsesse, mis ületavad nende organisatsioonilisi piire. Selliseid protsesse nimetatakse koostööäriprotsessideks. Üks peamisi takistusi koostööäriprotsesside elluviimisel on osapooltevahelise usalduse puudumine. Plokiahel loob detsentraliseeritud pearaamatu, mida ei saa võltsida ning mis toetab nutikate lepingute täitmist. Nii on võimalik teha koostööd ebausaldusväärsete osapoolte vahel ilma kesksele asutusele tuginemata. Paraku on aga äriprotsesside läbiviimine selliseid madala taseme plokiahela elemente kasutades tülikas, veaohtlik ja erioskusi nõudev. Seevastu juba väljakujunenud äriprotsesside juhtimissüsteemid (Business Process Management System – BPMS) pakuvad käepäraseid abstraheeringuid protsessidele orienteeritud rakenduste kiireks arendamiseks. Käesolev doktoritöö käsitleb koostööäriprotsesside automatiseeritud läbiviimist plokiahela tehnoloogiat kasutades, kombineerides traditsioonliste BPMS- ide arendusvõimalused plokiahelast tuleneva suurendatud usaldusega. Samuti käsitleb antud doktoritöö küsimust, kuidas pakkuda tuge olukordades, milles uued osapooled võivad jooksvalt protsessiga liituda, mistõttu on vajalik tagada paindlikkus äriprotsessi marsruutimisloogika muutmise osas. Doktoritöö uurib tarkvaraarhitektuurilisi lähenemisviise ja modelleerimise kontseptsioone, pakkudes välja disainipõhimõtteid ja nõudeid, mida rakendatakse uudsel plokiahela baasil loodud äriprotsessi juhtimissüsteemil CATERPILLAR. CATERPILLAR-i süsteem toetab kahte lähenemist plokiahelal põhinevate protsesside rakendamiseks, läbiviimiseks ja seireks: kompileeritud ja tõlgendatatud. Samuti toetab see kahte kontrollitud paindlikkuse mehhanismi, mille abil saavad protsessis osalejad ühiselt otsustada, kuidas protsessi selle täitmise ajal uuendada ning anda ja eemaldada osaliste juurdepääsuõigusi.Nowadays, organizations are pressed to collaborate in order to take advantage of their complementary capabilities and to provide best-of-breed products and services to their customers. To do so, organizations need to manage business processes that span beyond their organizational boundaries. Such processes are called collaborative business processes. One of the main roadblocks to implementing collaborative business processes is the lack of trust between the participants. Blockchain provides a decentralized ledger that cannot be tamper with, that supports the execution of programs called smart contracts. These features allow executing collaborative processes between untrusted parties and without relying on a central authority. However, implementing collaborative business processes in blockchain can be cumbersome, error-prone and requires specialized skills. In contrast, established Business Process Management Systems (BPMSs) provide convenient abstractions for rapid development of process-oriented applications. This thesis addresses the problem of automating the execution of collaborative business processes on top of blockchain technology in a way that takes advantage of the trust-enhancing capabilities of this technology while offering the development convenience of traditional BPMSs. The thesis also addresses the question of how to support scenarios in which new parties may be onboarded at runtime, and in which parties need to have the flexibility to change the default routing logic of the business process. We explore architectural approaches and modelling concepts, formulating design principles and requirements that are implemented in a novel blockchain-based BPMS named CATERPILLAR. The CATERPILLAR system supports two methods to implement, execute and monitor blockchain-based processes: compiled and interpreted. It also supports two mechanisms for controlled flexibility; i.e., participants can collectively decide on updating the process during its execution as well as granting and revoking access to parties.https://www.ester.ee/record=b536494

Context-Based Confidentiality Analysis for Industrial IoT

This dataset contains the models and source code regarding the work described in the paper "Context-Based Confidentiality Analysis for Industrial IoT". To use the content of this dataset, a working setup of the source code and models of the dataset https://zenodo.org/record/2574147#.XoC5KogzZPY, is needed as a base.This dataset is still actively worked on. An updated version might be published in the future. This work was supported by the German Federal Ministry of Education and Research under grant number 01IS17106A (Trust 4.0)

Identifying confidentiality violations in architectural design using palladio

Meeting confidentiality requirements in software systems is vital for organizations. Considering confidentiality in early development phases such as the architectural design phase is beneficial compared to late phases such as the implementation because fixing design issues is more cost-efficient in early phases. This tutorial introduces an approach for modeling and statically analyzing confidentiality in software architectures within the Palladio tool suite. Besides foundational knowledge, the tutorial provides a practical hands-on session using the tool. The goal is to show that it is already possible to consider confidentiality in the early design process and that this consideration can be integrated into existing architectural design tools

Architectural Optimization for Confidentiality Under Structural Uncertainty

More and more connected systems gather and exchange data. This allows building smarter, more efficient and overall better systems. However, the exchange of data also leads to questions regarding the confidentiality of these systems. Design notions such as Security by Design or Privacy by Design help to build secure and confidential systems by considering confidentiality already at the design-time. During the design-time, different analyses can support the architect. However, essential properties that impact confidentiality, such as the deployment, might be unknown during the design-time, leading to structural uncertainty about the architecture and its confidentiality. Structural uncertainty in the software architecture represents unknown properties about the structure of the software architecture. This can be, for instance, the deployment or the actual implementation of a component. For handling this uncertainty, we combine a design space exploration and optimization approach with a dataflow-based confidentiality analysis. This helps to estimate the confidentiality of an architecture under structural uncertainty. We evaluated our approach on four application examples. The results indicate a high accuracy regarding the found confidentiality violations

Enabling the Information Transfer between Architecture and Source Code for Security Analysis

Viele Softwaresysteme müssen so konzipiert und entwickelt werden, dass bestimmte Sicherheitsanforderungen gewährleistet sind. Die Sicherheit kann auf verschiedenen Sichten auf das Softwaresystem spezifiziert werden, die unterschiedliche Arten von Informationen über das Softwaresystem enthalten. Daher muss eine Sicherheitsanalyse auf einer Sicht von den Sicherheitseigenschaften auf anderen Sichten ausgehen. Eine Sicherheitsanalyse auf einer anderen Sicht kann zur Überprüfung dieser Annahmen verwendet werden. Wir stellen einen Ansatz vor, der den Informationstransfer zwischen einer statischen Architekturanalyse und einer statischen, gitterbasierten Quellcodeanalyse ermöglicht. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um die Annahmen in einem komponentenbasierten Architekturmodell zu reduzieren. In diesem Ansatz werden Voraussetzungen entwickelt, unter denen Informationen zwischen Sicherheitsanalysen ausgetauscht werden können. Wir betrachten die Architektur- und Quellcode-Sicherheitsanalyse als Black Boxes. Daher basiert der Informationstransfer zwischen den Sicherheitsanalysen auf einem Megamodell, das aus dem Architekturmodell, dem Quellcodemodell und den Ergebnissen der Quellcodeanalyse besteht. Die Machbarkeit dieses Ansatzes wird in einer Fallstudie mit Java Object-sensitive ANAlysis und Confidentiality4CBSE evaluiert. Die Auswertung zeigt, dass Informationen zwischen einer Architektur- und einer Quellcodeanalyse übertragen werden können. Der Informationstransfer deckt neue Sicherheitsverletzungen auf, die mit nur einer Sicherheitsanalyse nicht gefunden werden

Domain-specific Language for Data-driven Design Time Analyses and Result Mappings for Logic Programs

In der vernetzten Welt von Heute ist der Austausch von Daten für viele Anwendungen unerlässlich. Mit der zunehmenden Vernetzung und dem wachsenden Datenaufkommen wird die Gewährleistung von Sicherheit, Datenschutz und die Einhaltung rechtlicher Vorgaben immer wichtiger. Um diesen Anforderungen frühzeitig gerecht zu werden, können Datenflussanalysen zur Entwurfszeit eingesetzt werden. Durch explizite Modellierung der Daten und ihrer Eigenschaften kann das Architekturmodell automatisch gegen Datenflussbeschränkungen getestet werden. Diese Verifikationsansätze transformieren die modellierte Architektur in ihnen zugrunde liegende Formalismen wie z.B. logische Programme. Um die Aussagekraft der Beschränkungen zu erhöhen, müssen diese oft ebenfalls unter Nutzung des Formalismus ausgedrückt werden. Dies erfordert von den Architekten Kenntnisse über den Formalismus, die transformierte Architektur und die Verifikationsumgebung. Unser Ziel ist es, die Lücke zwischen der architektonischen Domäne und dem zugrundeliegenden Formalismus zu schließen, die bei der Formulierung von Datenflussbeschränkungen auftritt. Wir schlagen eine domänenspezifische Sprache (DSL) vor, die es Architekten ermöglicht, Einschränkungen bereits während der Definition der Architektur festzulegen. Durch die Verwendung der selben Terminologie, die auch zur Modellierung der Architektur eingesetzt wird, können individualisierte Beschränkungen ohne Kenntnisse des Überprüfungsprozesses formuliert werden. Zusätzlich stellen wir eine Abbildung der in unserer DSL formulierten Einschränkungen von der Architekturdomäne in den Formalismus vor. Analyseergebnisse werden in die Architekturdomäne zurück abgebildet, um deren Interpretation zu erleichtern. Die DSL basiert auf der Sammlung und Generalisierung bestehender Einschränkungen aus realen Fallstudien. Wir bewerten die Aussagekraft, Nutzbarkeit und Kompaktheit der DSL für Datenflussbeschränkungen unterschiedlicher Größe. Ungefähr 75% der untersuchten Beschränkungen können mit der ersten Version unserer DSL ausgedrückt werden, wobei bis zu 10-mal weniger Quelltext benötigt wird. Neben den Grundlagen der Datenflussmodellierung und Wissen über die Modellierungsumgebung sind keine weiteren Kenntnisse über den Transformations- oder Verifikationsmechanismus erforderlich. Zusätzlich untersuchen wir die Äquivalenz der Analyseergebnisse von Beschränkungen, die in unserer DSL formuliert wurden mit Beschränkungen, welche direkt unter Nutzung des Formalismus ausgedrückt wurden. In unseren Tests erreichen Beschränkungen, welche mit Hilfe unserer DSL formuliert wurden, eine 100%ige Ausbeute bei einer Präzision von 90%

Dealing with Uncertainty in Architectural Confidentiality Analysis

In a connected world, confidentiality becomes increasingly critical. To cope with confidentiality on a higher abstraction level of software systems, architectural analyses have been proposed. By explicitly modeling data in the system design, the validity of access control policies can be ensured. However, the required information for such analyses is often too imprecise due to the high degree of uncertainty at design-time which results in incomplete and inaccurate policies. In this paper, we describe three key challenges while facing uncertainty and show how software architects could be supported in enhancing confidentiality throughout software design and evolution