Die ordnungstheoretische Grundlage für die Datenflusssicherheit

Kernkonzepte

Grundlegende Konzepte der Datensicherheitstheorie lassen sich präzise auf Konzepte der Theorie partieller Ordnungen abbilden, was effiziente Algorithmen und eine Verallgemeinerung der gängigen Gitter-basierten Theorie ermöglicht.

Zusammenfassung

Der Artikel präsentiert eine Korrespondenz zwischen Sicherheitskonzepten und Konzepten partieller Ordnungen, durch die erstere zu einer Anwendung letzterer werden. Die Formalisierung umfasst Konzepte des Datenflusses, Äquivalenzklassen von Entitäten, die auf dieselben Daten zugreifen können, und Bezeichnungen. Es werden effiziente, bekannte Algorithmen vorgestellt, um eines dieser Elemente aus einem anderen zu berechnen. Sicherheitskonzepte wie Geheimhaltung (auch Vertraulichkeit genannt), Integrität und Konflikte können in dieser Theorie ausgedrückt werden. Darüber hinaus wird gezeigt, dass komplexe Tupel-Bezeichnungen, die in der Literatur verwendet werden, um Sicherheitsstufen auszudrücken, in äquivalente Mengen-Bezeichnungen übersetzt werden können. Eine Konsequenz ist, dass die Datenfluss- oder Zugriffskontrollbeziehungen eines beliebigen Netzwerks durch die Zuweisung einfacher Mengen-Bezeichnungen zu den Entitäten definiert werden können. Schließlich wird gezeigt, wie mehrere partielle Ordnungen kombiniert werden können, wenn verschiedene Datenströme nebeneinander existieren müssen.

Statistiken

Viele Bücher und Aufsätze über Datensicherheit führen schnell einige ordnungstheoretische Konzepte ein, ohne ihre Verwendung vollständig zu rechtfertigen.
Die Komplexität der Berechnung des transitiven Abschlusses einer Relation beträgt kubisch.
Die Komplexität der Berechnung der Äquivalenzklassen in einer partiellen Ordnung beträgt linear.
Die Komplexität der Berechnung der Bezeichnungen aus einer partiellen Ordnung beträgt linear.

Zitate

"Grundlegende Eigenschaften in unserer Theorie besagen, dass der Datentransfer von x nach y genau dann erlaubt ist, wenn die Bezeichnung von x in der Bezeichnung von y enthalten ist."
"Die Tatsache, dass in jedem Zustand eines Zugriffskontroll- oder Datenflusskontrollsystems jede Menge von Regeln auf einfache Mengeninklusionstests reduziert werden kann, mag überraschend erscheinen, ist aber ein leistungsfähiges vereinheitlichendes Konzept."

Wichtige Erkenntnisse aus

The order-theoretical foundation for data flow security

by Luigi Logrip... um arxiv.org 03-13-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.07226.pdf

Tiefere Fragen

Wie können die hier vorgestellten Konzepte auf komplexere Sicherheitsmodelle erweitert werden, die neben Vertraulichkeit und Integrität auch andere Sicherheitseigenschaften wie Verfügbarkeit berücksichtigen?

Die vorgestellten Konzepte können auf komplexere Sicherheitsmodelle erweitert werden, indem zusätzliche Sicherheitseigenschaften wie Verfügbarkeit in das Modell integriert werden. Dies könnte durch die Erweiterung der Labels erfolgen, um nicht nur Vertraulichkeit und Integrität, sondern auch Verfügbarkeit zu berücksichtigen. Zum Beispiel könnten Labels so gestaltet werden, dass sie Informationen über die Verfügbarkeit von Daten für verschiedene Entitäten enthalten. Durch die Anpassung der Algorithmen zur Berechnung der Labels und der Beziehungen zwischen den Entitäten können Sicherheitsmodelle geschaffen werden, die mehrere Sicherheitseigenschaften gleichzeitig berücksichtigen.

Wie können Sicherheitsanforderungen, die auf Rollen, Verschlüsselung, Routing-Tabellen oder anderen etablierten Konstrukten basieren, in das hier vorgestellte Modell integriert werden?

Sicherheitsanforderungen, die auf Rollen, Verschlüsselung, Routing-Tabellen oder anderen etablierten Konstrukten basieren, können in das hier vorgestellte Modell integriert werden, indem entsprechende Zuordnungen zwischen diesen Konstrukten und den Konzepten partieller Ordnungen hergestellt werden. Zum Beispiel könnten Rollen bestimmten Labels zugeordnet werden, die dann die Zugriffsrechte und Datenflussmuster für Entitäten mit diesen Rollen definieren. Verschlüsselungsmethoden könnten als Teil der Labels betrachtet werden, um den Schutz von Daten während des Datenflusses zu gewährleisten. Routing-Tabellen könnten verwendet werden, um die zulässigen Datenflüsse zwischen verschiedenen Entitäten festzulegen und somit die Sicherheitsanforderungen im Modell zu definieren.

Welche Möglichkeiten gibt es, die Beziehungen zwischen Sicherheitskonzepten und Konzepten partieller Ordnungen für die Entwicklung neuer Sicherheitsarchitekturen und -mechanismen zu nutzen?

Die Beziehungen zwischen Sicherheitskonzepten und Konzepten partieller Ordnungen können genutzt werden, um neue Sicherheitsarchitekturen und -mechanismen zu entwickeln, die auf klaren und formalen Grundlagen basieren. Indem Sicherheitskonzepte wie Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit in partielle Ordnungen übersetzt werden, können präzise Regeln und Beziehungen zwischen Entitäten definiert werden. Dies ermöglicht eine systematische Analyse von Sicherheitsanforderungen und die Entwicklung effizienter Sicherheitsmechanismen. Darüber hinaus können durch die Anwendung partieller Ordnungen auf Sicherheitskonzepte komplexe Sicherheitsarchitekturen vereinfacht und klarer strukturiert werden, was zu einer verbesserten Sicherheit und Verwaltbarkeit von Systemen führt.