Yang, Fan

Det er en vigtig udfordring at kunne håndhæve sikkerhedspolitikker i mobile og distribuerede IT-systemer. Efterhånden som samfundet bliver mere og mere afhængigt af IT stiger vores forventninger til sikkerhed og privathed, hvilket leder til ny lovgivning og nye standarder. I mange tilfælde giver selv små ændringer i sikkerhedskravene anledning til ganske omfattende ændringer i større distribueret systemer. Det skyldes at sikkerhed går på tværs af de sædvanlige modularitets-principper og derfor ikke kan håndteres modulært. Denne afhandling udforsker metoder, der muliggør en flexible og modulær tilføjelse af nye sikkerhedspolitikker til eksisterende IT-systemer. Det gælder både klassiske politikker for adgangskontrol men også politikker for informations flow. Metoden er baseret på brugen af aspekt-orienteret programmering sammen med teknikker fra statisk analyse af programmer. Her gør den aspekt-orientede tilgang det muligt at adskille sikkerheds-overvejelserne fra de funktionelle overvejelser og dermed opnå øget modularitet. Brugen af statisk analyse gør det muligt at finde en del af de mulige sikkerhedshuller, der overlever denne designproces. Afhandlingen præsenterer AspectKE, der er en aspekt-orienteret udvidelse af process algebraen KLAIM, der er specielt god til at modellere mobile og distribuerede IT-systemer. En nyskabelse er muligheden af at aspekter kan analysere den fremtidige brug af data ved hjælp af teknikker fra statisk analyse af programmer. Vi præsenterer også AspectK som et eksempel på andre aspekt-orienterede udvidelser og studerer de såkaldte åbne `join’-punkter, der er almindelige i KLAIM og andre sprog til koordination. Med udgangspunkt i AspectKE designes og udvikles der et prototype programmeringssprog, AspectKE*, som gør det muligt at programmere sikkerheds-politikker, der udnytter de nye muligheder. Prototypen er implementeret i to trin ved hjælp af en særlig statisk-dynamisk evaluerings-mekanisme. Vi har afprøvet systemet på to større eksempler. Den ene modellerer et elektronisk patient journal system og den anden er et distribueret `chat’ system. I begge tilfælde ser vi på et antal sikkerheds-politikker for både primær og sekundær brug af data såvel som klassiske politikker for adgangskontrol og informations flow baseret adgangskontrol, der netop afhænger af den fremtidige brug af data. Evnen til at analysere fremtidige beregninger er essentiel for at kunne udtrykke visse af disse politikkerEnforcing security policies to IT systems, especially for a mobile distributed system, is challenging. As society becomes more IT-savvy, our expectations about security and privacy evolve. This is usually followed by changes in regulation in the form of standards and legislation. In many cases, small modification of the security requirement might lead to substantial changes in a number of modules within a large mobile distributed system. Indeed, security is a crosscutting concern which can spread to many business modules within a system, and is difficult to be integrated in a modular way. This dissertation explores the principles of adding challenging security policies to existing systems with great flexibility and modularity. The policies concerned cover both classical access control and explicit information flow policies. We built our solution by combining aspect-oriented programming techniques with static program analysis techniques. The former technique can separate security concerns out of the main logic, and thus improves system modularity. The latter can analyze the system behavior, and thus helps detect software bugs or potential malicious code. We present AspectKE, an aspect-oriented extension of the process calculus KLAIM that excels at modeling mobile, distributed systems. A novel feature of our approach is that advices are able to analyze the future use of data, which is achieved by using program analysis techniques. We also present AspectK to propose other possible aspect-oriented extensions based on KLAIM, followed by a discussion of open joinpoints that commonly exist in coordination languages such as KLAIM. Based on the idea of AspectKE, we design and implement a proof-of-concept programming language AspectKE*, which enables programmers to easily specify analysis-based security policies with the help of high-level program analysis predicates and functions. The prototype is efficiently realized by a two-stage implementation strategy and a static-dynamic dual value evaluation mechanism. We have performed two case studies to evaluate our programming model and language design. One application is based on a electronic health care workflow system. The other is a distributed chat system. We considered a number of security policies for both primary and secondary use of data, classical access control and predictive access control - control access based on the future behavior of a program. Some of the above mentioned policies can only be enforced by analysis of process continuations

Online Research Database In Technology

Aspects with Program Analysis for Security Policies

http://orbit.dtu.dk/ws/files/5250942/phd239_fy.pdf

Aspects with Program Analysis for Security Policies

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology