chương 1. Chương 4 trình bày mô tả ứng dụng hiện thực về kiểm soát truy cập dựa trên mã hóa CP-ABE. Chương 5 tổng kết lại một số kết quả đạt được và hướng phát triển của nghiên cứu. DIEU KHIEN TRUY CAP TREN DỮ LIEU MÃ HÓA 2.
Tổng quan về kiểm soát truy cập trên cơ sở dữ liệu Kiểm soát truy cập là vấn đề quan trọng trong bất kỳ cơ quan, tổ chức hay hệ thống nào. Từ thời cổ đại, con người đã phát minh ra các phương pháp kiểm soát truy cập khác nhau: sử dụng lệnh bài, giây tờ hợp lệ. để ra vào các khu vực giới hạn. Trong lĩnh vực công nghệ thông tin hiện đại, kiểm soát truy cập là khả năng của hệ thống dé xác định xem người dùng có thể truy cập vào một phan dữ liệu cụ thé được lưu giữ trong hệ thống máy tính và môi trường hoạt động liên quan của nó hay không [6].
Nó bao gồm hai thành phần chính là xác thực (authentication) và ủy quyền (authorization). Xác thực là phương pháp xác minh danh tính của người đang truy cập cơ sở dữ liệu. Ủy quyền là phương pháp xác định người dùng có được phép truy cập vào dữ liệu hoặc thực hiện các thao tác trên dit liệu đó hay không. Nếu thiếu một trong hai yếu tô này, dé liệu không được bảo vệ.
Các chính sách kiểm soát truy cập có thé chia thành ba nhóm chính chính: Điều khiển truy cập tùy ý (DAC), Điều khiển truy cập bắt buộc (MAC) và Điều khiển truy cập theo vai trò (RBAC) [7]. Điều khiển truy cập tùy ý (DAC). Ở mô hình điều khiển truy cập DAC, chủ sở hữu kiểm soát quyền truy cập nhưng chỉ với bản gốc, không phải với bản sao. Mô hình gồm ba thành phan: chủ thể (subject), quyền truy cập (access) và đối tượng (object).
Trong DAC, chủ sở hữu dữ liệu quyết định quyền truy cập của các chủ thê khác trên đối tượng do mình sở hữu (xem Hình 2. Tuy nhiên, mô hình này có nhược điểm lớn là việc trao quyền kiểm soát truy cập của đối tượng chủ sở hữu của nó có thé làm tiết 16 dữ liệu cho những người không có quyền truy cập hợp pháp với nó. Chúng ta không thé đảm bảo rằng chủ sở hữu dé liệu là tuyệt đối tin tưởng được. Trong trường hợp chủ sở hữu có thể tin tưởng, khả năng chủ sở hữu quyết định sai các quyền truy cập trên các tài nguyên của mình có thé gây nên đồ vỡ hệ thống.
Các chủ thé xấu tồn tại trong hệ thống có thé lợi dụng sự thiếu hiểu biết hoặc sai lầm của chủ sở hữu dữ liệu, kết hợp với nhau dé chiếm đoạt tài nguyên bat hop pháp. Discretionary Access Control In discretionary access control (OAC), owner of 2 resource decides how it can - be shared « Owner can choose +0 give read or write access +o other users Hình 2.1: Minh hoa mô hình DAC! Gia sử hệ thống chúng ta có các thành phan như mô tả trong bảng sau: Chủ thể Quyền truy cập Đối tượng A R File F A WwW File F A WwW File G B R File G Bang 2.1: Vi dụ về kiểm soát truy cập DAC Theo như bảng trên, B không thể đọc được các nội dung trong file F do không có quyền R trên file F. Tuy nhiên, tận dụng lỗ hổng của mô hình DAC, chủ thé A có thé đọc các nội dung trên file F, thực hiện ghi nó vào file G. Từ đó, B có thé đọc được nội dung của file F mà không cần có quyền gì trên file F (xem Hình 2.
I Nguồn hình ảnh: youtube.com/watch?v=UNRnSaXajC4 8 Vi những rủi ro của nó, trong các hệ thống hiện đại ngày nay, các công ty, tô chức hạn chế và hầu như không sử dụng mô hình kiểm soát truy cập DAC. Program Goodies read A:w B can read contents of file F copied to file G Hình 2.2: Lỗ hồng trojan horse trong mô hình DAC[7] 2. Điều khiển truy cập bắt buộc (MAC). Trong mô hình MAC, quyền truy cập đối với các đối tượng không được quyết định bởi chủ thể mà được quyết định bởi một người (hoặc hệ thống) quản trị.
Các chủ thé và đối tượng được gắn các nhãn tương ứng với mức độ “nhay cam” của họ và được sắp xếp một cách có trật tự (xem hình Hình 2. MAC áp dụng hai quy tắc chính đó là no read-up và no wrife-down. Mỗi quan hệ giữa các luồng thông tin trong hệ thống này là phản xạ, bắc cầu và phản đối xứng. Điểm mạnh của MAC là đảm bảo bí mật của thông tin và cung cấp biện pháp chống lại phương pháp tan công trojan horse.
Điều nay đạt được do các nhãn của đối tượng được truyền qua các bản sao và ngăn chặn việc hạ cấp nhãn của đối tượng, từ đó đảm bao đữ liệu không thé chuyển từ mức độ “nhay cảm ” cao xuống thấp [8]. Khi nhắc tới MAC, mô hình Bell-La Padula [9] thường được nhắc tới thường xuyên nhất. Nhóm tác giả phân tích rất khái quát về mô hình Bell-La Padula nhằm đại diện cho phương pháp MAC. Users Director (Top Secret Clearance) Engineer (Confidential Clearance) Top Secret Documents Unclassified Documents ò3 OF l2 o~ © ©~ Hình 2.3: Minh họa mô hình MAC? Trong mô hình Bell-La Padula, có một tập hợp nhãn phân loại (top-secret, secret, confidential, unclassified) được xác định hoàn toàn.
Bên cạnh đó, có một danh sách các danh mục không được phân loại. Sự kết hợp của một nhãn và một thành phần con của danh mục được gọi là mức bảo mật. Mức bảo mật được sắp xếp một phần và tạo thành một mạng lưới [10]. Trong mạng lưới này, các chủ thé không được đọc các tài liệu có nhãn mức bảo mật cao hơn mình, đồng thời không được viết ra các tài liệu có nhãn bảo mật thấp hơn mình.
Nghĩa là một chủ thể có mức bảo mật secret thi không thể đọc được tài liệu có nhãn top-secret nhưng có thé đọc được các tài liệu có nhãn bằng hoặc thấp hơn minh (secret, confidential, unclassified). Bên cạnh đó, chủ thé này cũng không thé tao ra các tài liệu có nhãn bảo mật thấp hơn nhãn của mình. Phương pháp kiểm soát truy cập này ? Nguồn hình ảnh: https://community.com/b/english/posts/access-control-methods-in-innovator 10 rất phù hợp trong môi trường cần đề cao tính bí mật của thông tin như quân sự, ngoại giao (Hình 2. Tuy nhiên, do sự đa dạng các yêu cau, đặc biệt là mong môi trường điện toán đám mây với lượng truy cập lớn, các quy tắc và định lý bảo mật hiện tại trong BLP không thể thích ứng được [11].
Các hạn chế của nó dần dan bộc lộ trong quá trình phát triển lý thuyết về bảo mật. Giả sử, trong hệ thống ban đầu chỉ có một một loại phân cấp, khi một chủ thể yêu cầu truy cập vào đối tượng. Trong trường hợp này, do tất cả chủ thể và đối tượng đều được phân cấp là thấp nhất, yêu cầu này đương nhiên được chấp thuận theo BLP, nhưng đó rõ ràng là rủi ro lớn [12]. Bell-LaPadula: Military Information Enrichment | Simple Security Property: + No read up '#-property: High-quality, high-value, accurate * No write down information in a secure * Confinement property environment No declassification of igh-value information Combining and validating information, enriching, enhancing its value Selectively and purposefully provide very limited information and give commands Large amount of (with common sense) low-grade, inaccurate information in an insecure environment 3 Nguồn hình ảnh: https://www.neU/figure/The-Bell-LaPadula-Model_fig3_ 300409231 11 Nhiều giải pháp cải thiện mô hình BLP được đưa ra để phù hợp với sự phát triển của lý thuyết bảo mật: đề xuất một phương pháp có thể xác định các chủ thể một cách linh động bằng cách cung cấp các phương pháp chuyên đổi trạng thái trong BLP [13]; định nghĩa các chủ thể, đối tượng và quy tắc bảo mật trong network domain, cung cấp các quy tắc đề hạn chế hành vi của hệ thống [14].
Mặc dù các nghiên cứu đã có nhiều nỗ lực dé cải thiện BLP và các ứng dụng của nó, nhưng mô hình chủ động điều chỉnh với những thay đổi ít khi được dé cập đến. Các nghiên cứu ít chú đến các hệ thống yêu cầu thời gian thực, thiếu khả năng thay đổi theo bối cảnh [15]. Điều khiển truy cập theo vai trò (RBAC) Phương pháp điều khiến truy cập dựa theo vai trò thực hiện dựa trên chính sách quy định quyền truy cập của người dùng vào các tài nguyên trên cơ sở mả người dùng thực hiện. Nó yêu cầu xác định cụ thể từng vai trò trong hệ thống.
Theo đó, vai trò là một tập hợp các quyền sử dụng các tài nguyên phù hợp với chức năng và công việc của một người, là một tập hợp các hành động và trách nhiệm liên quan đến một hoạt động cụ thé. Thay vì chỉ định tat cả các quyền mà người dùng được phép thực thi, các quyền truy cập được chỉ định cho các vai trò. Người dùng được thêm vào các tập hợp vai trò mà thông qua đó, được phép thực thi các quyền của vai trò đó [16]. Theo thời gian, các doanh nghiệp nhận thấy nhu cầu vượt ra ngoài các định nghĩa về nhóm người dùng và quyền của RBAC.
Chúng cần bao gồm các thuộc tính linh động như thời gian trong ngày, vị trí của người dùng. Các hệ thống phân tán va thay đổi liên tục, kiểm soát truy cập dựa trên thuộc tính là một lựa chọn hoặc thay thế, hoặc bé trợ cho RBAC. ABAC sử dụng các đối tượng được gắn nhãn và thuộc tính người ding thay vì quyền đề kiểm soát một cách linh hoạt. 12 Role-Based Access Control Users are assigned toroles Roles define authority level Hình 2.5: Minh họa về RBAC?.
Điều khiển truy cập dựa theo thuộc tinh (ABAC) ABAC là một mô hình logic điều khiển truy cập vào các đối tượng bằng cách đánh giá các quy tắc dựa trên các thuộc tính của các đối tượng và chủ thể, các hoạt động và môi trường liên quan đến một ngữ cảnh yêu cầu cụ thé. Nó cho phép kiểm soát truy cập chính xác hơn bằng cách cho phép số lượng lớn đầu vào rời rạc tham gia vào quá trình quyết định quyền truy cập, và do đó cung cấp một lượng lớn hơn các kết hợp có thể có của các thuộc tinh dé phản anh một chính sách lớn hơn rất nhiều so với các phương pháp khác. Nó chỉ bị giới hạn ngôn bởi ngôn ngữ tính toán và sự phong phú của các thuộc tính có sẵn [17]. Mô hình điều khiển truy cập ABAC cơ bản có 3 bước: chủ thể yêu cầu một truy cập (đọc, ghi, thực thi.) tới một đối tượng cụ thé; hệ thống kiểm tra và đánh giá các thuộc tính mà chủ thể cung cấp; chủ thể được cho phép truy cập tài nguyên nếu là người dùng xác thực và bị cắm nếu không xác thực.