Earticle

More and more cloud computing services are being applied in various fields; however, it is difficult for users and cloud computing service platforms to establish trust among each other. The trust value cannot be measured accurately or effectively. To solve this problem, we design a service-oriented cloud trust assessment model using a cloud model. We also design a subjective preference weight allocation (SPWA) algorithm. A flexible weight model is advanced by combining SPWA with the entropy method. Aiming at the fuzziness and subjectivity of trust, the cloud model is used to measure the trust value of various cloud computing services. The SPWA algorithm is used to integrate each evaluation result to obtain the trust evaluation value of the entire cloud service provider.

신뢰 실행 환경(TEE, Trusted Execution Environment) 기술의 발전과 함께 신뢰성을 보장하지 못하는 클라우드 환경에서도 어플리케이션의 코드 및 데이터를 보호할 수 있는 컨피덴셜 컴퓨팅(confidential computing)이 차세대 클라우드 핵심 기술로 떠올랐다. 학계뿐만 아니라 산업계에서도 Intel SGX 기술을 중심으로 컨피덴셜 컴퓨팅 솔루션 상용화가 활발히 이루어졌다. 하지만 TEE 기술 기반 어플리케이션을 구현하고자 할 때, 다양한 선택지 중 어떠한 컨피덴셜 컴퓨팅 프레임워크를 활용하는 것이 효과적인지에 대한 명확한 기준이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 현존하는 상용 컨피덴셜 컴퓨팅 프레임워크 기술들의 특성에 대한 심층적인 비교 분석을 수행하고, 각 프레임워크의 장단점을 파악할 수 있는 기준 지표들을 도출한다. 이를 바탕으로, 설계 및 운용 목적에 따라 어떠한 프레임워크를 선택하여 활용하는 것이 효과적인지에 대한 선택 기준을 제안한다.

Recently, Confidential computing plays an important role in next-generation cloud technology along with the development of trusted execution environments(TEEs), as it guarantees the trustworthiness of applications despite of untrusted nature of the cloud. Both academia and industry have actively proposed commercialized confidential computing solutions based on Intel SGX technology. However, the lack of clear criteria makes developers difficult to select a proper confidential computing framework among the possible options when implementing TEE-based cloud applications. In this paper, we derive baseline metrics that help to clarify the pros and cons of each framework through in-depth comparative analysis against existing confidential computing frameworks. Based on the comparison, we propose criteria to application developers for effectively selecting an appropriate confidential computing framework according to the design purpose of TEE-based applications.

The existing trustworthiness attestation methods are not only difficult to be applied to the embedded system because they are mainly based on virtual machine technology, but have some problems such shat evidence is not obtained in time, protecting the privacy need trusted third party and trust measurement efficiency is low. In this paper, an embedded system dynamic trustworthiness attestation method based on dual-kernel (super kernel and normal kernel) operating system architecture is proposed. Super kernel is non-changeable, and it verifies the integrity of the critical data structures and kernel file in normal kernel. Super kernel can serve as a trusted third party which can dynamically verify whether the code segment changes in runtime. A system implementation is given in this paper, and the experimental data show that the behavior of the system can dynamically verify the behavior of program whether meets embedded trusted application demand or not.

Current technology in trusted computing cannot comply with the requirement of trusted behaviour. One method for trusted computing dynamic attestation is proposed in this paper. This method uses a behaviour model based on the static analysis of binary code. One same source code may have several different binary versions, therefore one method is proposed for building almost the same core function model for different binary versions. This research also overcame the difficulty where some dynamic behaviours could not be obtained by static analysis. The paper also provides solutions for dynamic attestation of some complex programs, such as recursion, library link and multi threads programs.

Currently, with the increasing number of embedded applications, the research for the security of embedded systems has become popular. Considering the requirement of integrity and security, the characteristics and the design constraints of embedded systems, a method of constructing software trusted root and a trunk-branch trusted chain transfer model is proposed. The software trusted root is composed of boot loader and reliable kernel. SHA-1 engine which is included in boot loader (burned in boot flash), measures and loads the trusted kernel and protect the boot loader by prohibiting kernel and user-level application to write to flash. SHA-1 and trusted kernel together can be used as a trusted root to withstand non-physical attacks. Trusted kernel contains virtual trusted platform module (vTPM) module which can provide cryptographic functions and related services to the user kernel and guides flash to open up specific memory for platform configuration register (PCR) of vTPM. Application is running as a process of the trusted kernel. In the trunk-branch trusted chain transfer model, boot loader verify the trusted kernel, trusted kernel authenticate users kernel, and kernel users verify the application, thus the trust extents to the application layer. The proposed method not only avoids the trust attenuation problem which may occur in chain transfer, but also raises the low efficiency caused by using only ETPM to measure reliability in the star model. Finally, a prototype system is given, and the test results show that this method has built a trusted computing environment for embedded applications on existing hardware and software resources without additional hardware.

Cloud computing platforms are usually constructed as trusted virtual platforms based on trusted computing technologies. This is one of the most effective approaches to resolve cloud computing security problems. However, the protection of sensitive data in trusted virtual platforms is an important problem needed to be resolved. In this paper, we proposed a novel authorization protocol. The protocol assembled the functions of OIAP, OSAP and AACP protocols, and prevented all known attacks in existing authorization protocols. Moreover, it satisfied the property of exclusivity and was compatible with TCG TPM command formats. The protocol effectively protects the sensitive data from unauthorized accesses in trusted cloud computing platforms.

The privacy of the information against the cloud was assured by the technique of encryption and the usage of approaches of conventional encryption is not enough to hold up the access control policies of fine-grained organizational enforcement. Throughout the initial encryption and subsequent re-encryptions, scheme of two layer of encryption was developed that diminishes the overhead sustained by the owner. During the addition or removal of identity attributes the owner has no need to re-encrypt the data since the essential re-encryptions were performed by the cloud to implement the access control policies and consequently the two layer of encryption approach reduces the overhead of computation and communication at the owner. In the approach of two layer of encryption, the time of running at the cloud is superior to that at the owner in view of the fact that the cloud performs encryption of fine grained while the owner only carries out coarse grained encryption.

The cloud storage provides a least cost means of data storage for the small and large enterprises across the globe. But the main barricade to wide spread adoption of cloud storage is the lake of trust in the technology by its user. The data is stored on multiple servers and the location is concealed from the customers and they are no more in control of the data. This distinctive feature of the cloud storage presents many security and trust challenges. In this paper we present a trusted architecture of cloud data storage. The architecture presents a unique way of secure storage and accessing of data from the cloud data center. It also ensured that only authorized user will be able to access the data. Additionally, if there is any violation of the security parameter at the data center, the data will still be safe i.e. the data will be stored in encrypted form.

인터넷을 제공하는 컴퓨팅 환경에서는 점점 더 다양한 해킹 공격이 늘어가고 있으며 이를 방지하기 위한 운영체제나 소프트웨어의 끊임없는 보안 패치는 필수요소로 여겨지고 있다. 이에 따라 이러한 문제를 근본적으로 해결하려는 시도가 생겨나게 되었고, 그 결과 TC 기술이 연구.개발되었다. TC 기술이란 컴퓨터가 당초 의도된 대로 동작 할 수 있도록 신뢰성을 부과하는 기술로서, 하드웨어 기반의 보안칩인 TPM을 모든 컴퓨팅 파워가 있는 기기들에 공통으로 적용하도록 하고, 이를 위한 소프트웨어를 개방형 표준으로 제공하고자 하는 기술이다. 이 기술은 매우 다양한 활용영역을 가지고 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 고에서는 TC 기술 요소들의 특징 및 기술 동향을 살펴보고, 1999년부터 TCG를 중심으로 진행되고 있는 TC 표준 동향과 쟁점사항들, 향후 TC 기술 및 활용 전망에 대해 기술한다.

Mobile devices have been widespread and become very popular with connectivity to the Internet, and a lot of desktop PC applications are now aggressively ported to them. Unfortunately, mobile devices are often vulnerable to malicious attacks due to their common usage and connectivity to the Internet. Therefore, the demands on the development of mobile security systems increase in accordance with advances in mobile computing. However, it is very hard to run a security program on a mobile device all of the time due the device's limited computational power and battery life. To overcome these problems, we propose a novel mobile security scheme that migrates heavy computations on mobile devices to cloud servers. An efficient data transmission scheme for reducing data traffic between devices and servers over networks is introduced. We have evaluated the proposed scheme with a mobile device in a cloud environment, whereby it achieved a maximum speedup of 13.4 compared to a traditional algorithm.

현재 클라우드 컴퓨팅은 컴퓨팅 장비 설치에 대한 비용을 낮추고 관리 및 유지 보수 비용을 감소시키는 강점을 가지고 구글과 아마존 등의 기업을 선두로 하여 각종 서비스와 기술들이 활발히 개발되어 사용되고 있다. 이러한 클라우드 컴퓨팅 서비스는 기존 웹 환경을 이용하고 있기 때문에 기존의 보안 문제를 포함하고 있고 모바일 기기에서 클라우드 컴퓨팅을 이용하면 모바일 기기가 갖는 보안문제도 갖게 된다. 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅을 이용하는 모바일 단말에서 보안성을 높이기 위한 신뢰 컴퓨팅 방안에 대해 논의한다.

Web 2.0 시대가 도래하면서부터 새로운 소프트웨어 배포 방식인 SaaS가 등장하였다. 보안 분야에서도 기존의 소프트웨어적인 보안 방식이 아닌 하드웨어적인 보안 방식을 위해 TPM이라는 보안 칩이 개발되었다. 본 논문에서는 TPM 칩을 사용하여 보다 신뢰적인 측면이 강조된 신뢰 컴퓨팅 기반 SaaS 모델을 설계하고, 설계된 모델의 가장 기본적인 기능인 로컬 PC 레벨의 PCR 값 인증 프로그램과 로컬 PC 레벨 어플리케이션 무결성 측정 프로그램을 구현하고 이를 평가한다.

Web 2.0 시대가 도래하면서부터 새로운 소프트웨어 배포 방식인 SaaS가 등장하였다. 보안 분야에서도 기존의 소프트웨어적인 보안 방식이 아닌 하드웨어적인 보안 방식을 위해 TPM이라는 보안 칩이 개발되었다. 본 논문에서는 TPM 칩을 사용하여 보다 신뢰적인 측면이 강조된 신뢰 컴퓨팅 기반 SaaS 모델을 설계하고, 설계된 모델의 가장 기본적인 기능인 로컬 PC 레벨의 PCR 값 인증 프로그램과 로컬 PC 레벨 어플리케이션 무결성 측정 프로그램을 구현하고 이를 평가한다.

현대의 서비스들은 점차 온라인화 되어가고 있으며, 특히 무선 통신의 발전은 따라 현대 사회인들에게 다양한 모바일 기기들을 사용하여 여러 서비스를 제공 받을 수 있도록 하였다. 하지만 모바일 단말기의 분실 및 불법적인 복제와 점차 증가하고 있는 모바일 악성코드로 인한 모바일 환경의 보안 위협은 기존의 소프트웨어 보안으로는 감당할 수 없게 되었다. 이에 안전한 모바일 환경을 위해 하드웨어 모듈 기반의 신뢰 컴퓨팅이 제안되었다. 이는 하드웨어 보안 모듈로 하여금 보안 시스템의 중추적인 역할을 하도록 하여 전체 보안 수준을 하드웨어 수준으로 높이는 장점을 가지고 있다. 하지만 이러한 하드웨어 기반의 보안 시스템에서는 사용자의 암호 및 단말기 이동에 따른 적절한 키의 백업과 복구 방안이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 MTM기반의 모바일 신뢰 컴퓨팅에서의 키 백업에 대한 보안 요구사항과 메커니즘에 대한 분석을 제시한다.

최근 컴퓨터 기술의 발전과 네트워크의 개방화 그리고 무선 모바일 통신 기술의 비약적인 보급으로 인하여 컴퓨팅 환경을 이루고 있는 각종 장치(PC, 모바일 단말, 저장장치, 네트워크 기기 등)가 다양한 형태의 보안 위협에 노출되어 데이터의 유실, 조작, 유출되어 금전적인 피해를 입거나 프라이버시 침해를 받고 있다. 이러한 문제를 근본적으로 해소하기 위하여 설립된 TCG(Trusted Computing Group)는 세계적인 IT 핵심기업들을 중심으로 구성된 비영리 단체로서 PC 혹은 모바일 기기 등의 단말과 서버 장비 그리고 저장 장치 및 네트워크로 구성된 컴퓨팅 환경에서 보안성 향상 및 데이터의 신뢰성을 제고하기 위하여 TPM(Trusted Platform Module)이라는 반도체 칩을 신뢰의 기반(root of trust)으로 한 신뢰 플랫폼을 제안하고 있다. 한편 SaaS(Software as a Service)는 패키지 형태의 소프트웨어를 네트워크 서비스 형태로 바꾸어 사용량에 비례한 요금제로 과금하는 방식을 채택하고 사용자가 온디맨드로 요청한 서비스를 적시에 제공하는 기술로 최근 전세계적으로 각광을 받고 있다. 이때 다양한 컴퓨팅 환경 안의 사용자에게 높은 신뢰성과 보안성 그리고 연속성을 갖는 SaaS 서비스를 제공하고 데이터의 무결성 및 비밀유지와 정확한 서비스 사용시간을 기록하고 업로드하는 기능들을 제공하는 SaaS 플랫폼은 TPM기반의 신뢰컴퓨팅 기술을 통하여 쉽게 구현될 수 있다. 본 논문에서는 일시적으로 네트워크와 차단된 상태의 PC 혹은 모바일 단말에서도 위의 조건들을 만족하는 SaaS 서비스를 지원하는 신뢰 플랫폼이 가져야 할 기능들에 대하여 분석-도출한 후 그러한 기능들을 제공하는 컴포넌트로 구성된 신뢰형 SaaS 사용자 플랫폼을 설계하였다.

최근 컴퓨터 기술의 발전과 네트워크의 개방화 그리고 무선 모바일 통신 기술의 비약적인 보급으로 인하여 컴퓨팅 환경을 이루고 있는 각종 장치(PC, 모바일 단말, 저장장치, 네트워크 기기 등)가 다양한 형태의 보안 위협에 노출되어 데이터의 유실, 조작, 유출되어 금전적인 피해를 입거나 프라이버시 침해를 받고 있다. 이러한 문제를 근본적으로 해소하기 위하여 설립된 TCG(Trusted Computing Group)는 세계적인 IT 핵심기업들을 중심으로 구성된 비영리 단체로서 PC 혹은 모바일 기기 등의 단말과 서버 장비 그리고 저장 장치 및 네트워크로 구성된 컴퓨팅 환경에서 보안성 향상 및 데이터의 신뢰성을 제고하기 위하여 TPM(Trusted Platform Module)이라는 반도체 칩을 신뢰의 기반(root of trust)으로 한 신뢰 플랫폼을 제안하고 있다. 한편 SaaS(Software as a Service)는 패키지 형태의 소프트웨어를 네트워크 서비스 형태로 바꾸어 사용량에 비례한 요금제로 과금하는 방식을 채택하고 사용자가 온디맨드로 요청한 서비스를 적시에 제공하는 기술로 최근 전세계적으로 각광을 받고 있다. 이때 다양한 컴퓨팅 환경 안의 사용자에게 높은 신뢰성과 보안성 그리고 연속성을 갖는 SaaS 서비스를 제공하고 데이터의 무결성 및 비밀유지와 정확한 서비스 사용시간을 기록하고 업로드하는 기능들을 제공하는 SaaS 플랫폼은 TPM기반의 신뢰컴퓨팅 기술을 통하여 쉽게 구현될 수 있다. 본 논문에서는 일시적으로 네트워크와 차단된 상태의 PC 혹은 모바일 단말에서도 위의 조건들을 만족하는 SaaS 서비스를 지원하는 신뢰 플랫폼이 가져야 할 기능들에 대하여 분석-도출한 후 그러한 기능들을 제공하는 컴포넌트로 구성된 신뢰형 SaaS 사용자 플랫폼을 설계하였다.

유비쿼터스 컴퓨팅은 그 발전배경에 있어서 이동성을 강조하고 있다. 개인의 휴대 단말은 점차 작고 잘 보이지 않게 되면서 주변의 컴퓨팅 자원을 활용하는 위탁컴퓨팅 모델이 부각되고 있다. 하지만 개인의 휴대 단말이 악의적인 네트워크 환경이나 위탁컴퓨터에 대해서는 무기력한 것이 사실이다. 이를 보완하기 위해서는 휴대 단말이 신뢰할 수 있는 신뢰 그룹에게 원하는 작업을 위탁할 수 있어야 하고 서버 그룹과 클라이언트 그룹 사이의 서로 다른 기능을 제공해야 한다. 논문은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 휴대 단말인 클라이언트들이 신뢰할 수 있는 신뢰 서버들을 효율적으로 관리할 수 있는 비대칭형 그룹 관리 시스템을 설계하고 제안한다.

사물인터넷 및 빅데이터 등 디지털 데이터의 범람으로, 다수 사용자로부터 방대한 데이터를 처리 및 보관하는 클라우드 서비스 제공자는 효율적 데이터 관리를 위한 데이터 중복제거를 적용할 수 있다. 중앙 클라우드 서버로의 네트워크 혼잡 및 연산 효율성 저하 등의 문제를 개선하기 위한 클라우드의 확장으로 엣지 컴퓨팅 개념이 도입되면서 사용자 경험을 개선할 수 있으나, 전적으로 신뢰할 수 없는 새로운 엣지 디바이스의 추가로 인하여 프라이버시 보존 데이터 중복제거를 위한 암호학적 연산 복잡도의 증가를 야기할 수 있다. 제안 기법에서는 신뢰실행환경을 활용함으로써 사용자-엣지-클라우드 간 최적화된 통신 구조에서 프라이버시 보존 데이터 중복제거의 효율성 개선 방안을 제시한다. 사용자와 클라우드 사이에서의 비밀정보 공유를 통하여 엣지 디바이스에서의 연산 복잡도를 최소화하고, 클라우드 서비스 제공자의 효율적 암호화 알고리즘 사용을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 엣지 디바이스에 데이터를 오프로딩함으로써 데이터 중복제거와 독립적인 활동을 가능하게 하여 사용자 경험을 개선한다. 실험을 통하여 제안 기법이 데이터 프라이버시 보존 중복제거 과정에서 엣지-클라우드 통신 효율성 향상, 엣지 연산 효율성 향상 등 성능 개선 효과가 있음을 확인한다.

With the flood of digital data owing to the Internet of Things and big data, cloud service providers that process and store vast amount of data from multiple users can apply duplicate data elimination technique for efficient data management. The user experience can be improved as the notion of edge computing paradigm is introduced as an extension of the cloud computing to improve problems such as network congestion to a central cloud server and reduced computational efficiency. However, the addition of a new edge device that is not entirely reliable in the edge computing may cause increase in the computational complexity for additional cryptographic operations to preserve data privacy in duplicate identification and elimination process. In this paper, we propose an efficiency-improved duplicate data elimination protocol while preserving data privacy with an optimized user-edge-cloud communication framework by utilizing a trusted execution environment. Direct sharing of secret information between the user and the central cloud server can minimize the computational complexity in edge devices and enables the use of efficient encryption algorithms at the side of cloud service providers. Users also improve the user experience by offloading data to edge devices, enabling duplicate elimination and independent activity. Through experiments, efficiency of the proposed scheme has been analyzed such as up to 78x improvements in computation during data outsourcing process compared to the previous study which does not exploit trusted execution environment in edge computing architecture.

사물인터넷 및 빅데이터 등 디지털 데이터의 범람으로, 다수 사용자로부터 방대한 데이터를 처리 및 보관하는 클라우드 서비스 제공자는 효율적데이터 관리를 위한 데이터 중복제거를 적용할 수 있다. 중앙 클라우드 서버로의 네트워크 혼잡 및 연산 효율성 저하 등의 문제를 개선하기 위한클라우드의 확장으로 엣지 컴퓨팅 개념이 도입되면서 사용자 경험을 개선할 수 있으나, 전적으로 신뢰할 수 없는 새로운 엣지 디바이스의 추가로인하여 프라이버시 보존 데이터 중복제거를 위한 암호학적 연산 복잡도의 증가를 야기할 수 있다. 제안 기법에서는 신뢰실행환경을 활용함으로써사용자-엣지-클라우드 간 최적화된 통신 구조에서 프라이버시 보존 데이터 중복제거의 효율성 개선 방안을 제시한다. 사용자와 클라우드 사이에서의비밀정보 공유를 통하여 엣지 디바이스에서의 연산 복잡도를 최소화하고, 클라우드 서비스 제공자의 효율적 암호화 알고리즘 사용을 가능하게 한다. 또한, 사용자는 엣지 디바이스에 데이터를 오프로딩함으로써 데이터 중복제거와 독립적인 활동을 가능하게 하여 사용자 경험을 개선한다. 실험을통하여 제안 기법이 데이터 프라이버시 보존 중복제거 과정에서 엣지-클라우드 통신 효율성 향상, 엣지 연산 효율성 향상 등 성능 개선 효과가있음을 확인한다.

With the flood of digital data owing to the Internet of Things and big data, cloud service providers that process and store vast amountof data from multiple users can apply duplicate data elimination technique for efficient data management. The user experience can beimproved as the notion of edge computing paradigm is introduced as an extension of the cloud computing to improve problems suchas network congestion to a central cloud server and reduced computational efficiency. However, the addition of a new edge device thatis not entirely reliable in the edge computing may cause increase in the computational complexity for additional cryptographic operationsto preserve data privacy in duplicate identification and elimination process. In this paper, we propose an efficiency-improved duplicatedata elimination protocol while preserving data privacy with an optimized user-edge-cloud communication framework by utilizing a trustedexecution environment. Direct sharing of secret information between the user and the central cloud server can minimize the computationalcomplexity in edge devices and enables the use of efficient encryption algorithms at the side of cloud service providers. Users also improvethe user experience by offloading data to edge devices, enabling duplicate elimination and independent activity. Through experiments,efficiency of the proposed scheme has been analyzed such as up to 78x improvements in computation during data outsourcing processcompared to the previous study which does not exploit trusted execution environment in edge computing architecture.