Clark-Wilson model

David Clark e David Wilson

1987

Prof.

Stefano Bistarelli

Modelli sulla sicurezza FOCUS: integrità e confidenzialità

Confidenzialità: protezione dei dati da utenti non autorizzati, concerne anche la possibilità che utenti autorizzati passino le informazioni a utenti non autorizzati

Ambiente militare

Integrità: richiede che i dati siano protetti da invalide modifiche, cancellazioni o inserzioni. I vincoli d’integrità sono regole che definiscono lo

stato corretto di un db e che ne mantengono la correttezza anche durante le operazioni (integrità delle transazioni)

Ambiente commercialeClark-Wilson

Minimo di sicurezza richiesto da un IS

Integrità: i vincoli d’integrità esistono per proteggere IS da maligni o accidentali modifiche dei dati.Le regole possono essere definite su stati statici del db o su transazioni (es. prima di poter effettuare un modifica)

Identificazione,autenticazione: prima di accedere a un sistema ogni utente deve essere identificato e autenticato per mantenerne traccia e per dargli l’accesso

Autorizzazioni(controllo accessi): una serie di regole per definire chi può eseguire quali tipi di operazioni su quali dati

Clark-Wilson Integrity Model

Clark-Wilson identifica 2 meccanismi principali per rafforzare l’integrità e il controllo degli accessi:

1. Le transazioni ben formate (WFT) che preservano l’integrità dei dati e prevengono che utenti li manipolino arbitrariamente Una transazione ben formata è costituita da una serie di operazioni che muovono il sistema da uno stato consistente a un altro stato consistente.

Moderni sistemi informativi mantengono log che registrano le operazioni e gli utenti che le eseguono in modo che possano essere scoperte eventuali modifiche. Il modello richiede che le esecuzioni delle WFT siano

memorizzate in modo da poterle riprendere per revisioni seguenti o per ricreare lo stato originale (log).

Transazioni ben formate

Definire le caratteristiche di una transazione ben formata è un lavoro manuale eseguito da un security officer che è l’unico che può specificare il set di procedure che possono modificare certi CDI.

2. Il principio della separazione dei compiti

Un’operazione completa se eseguita da una sola persona è più attaccabile da frodi.Il principio della “separazione dei compiti” richiede di dividere l’operazione in sottoparti che devono essere eseguite da persone differenti.In questo caso per completare un’operazione illegale tutte le persone coinvolte dovrebbero cospirare insieme per attuare la frode. Il certificatore di una transazione e colui che la

esegue devono essere persone differenti. Le transazioni ben formate sono associate con gli

utenti secondo tale principio, gli utenti non possono, in nessun caso, alterare le associate liste di accessi.

Caratteristiche essenziali

Identificazione e autenticazione degli utenti è essenziale Assicurare che specifici dati possano essere manipolati

da uno specifico set di procedure che a loro volta possono essere eseguite solo da utenti autorizzati

Mantenere log con programmi, nomi degli utenti e dati Meccanismi di protezione non possono essere cambiati

(staticità) Il security officer è responsabile degli assegnamenti Sono importanti le regole di sicurezza, non possiamo

affidarci a un firewall perchè non ci protegge da modifiche non valide compiute da utenti autorizzati; dobbiamo incorporare la sicurezza nel IS

Il modello formaleSet di dati

CDI: è un set di “constrained data item”, gli elementi del modello che devono essere protetti, sono dati soggetti al controllo d’integrità.Esempio banca: CDI = saldo dei conti

UDI: è un set di “unconstrained data item”, sono dati non soggetti ai vincoli d’integrità.

I dati non possono appartenere ad entrambe le classi

Due tipi di procedure:1.Integrity verification procedures

IVP: set di “integrity verification procedures” Funzioni che verificano se un determinato

set di dati “CDI” soddisfa determinati vincoli di integrita’ I vincoli d’integrità sono implementati come

vincoli nel linguaggio SQL

• Es. Per la banca un vincolo d’integrità sarà: (depositi di oggi)+(saldo di chiusura di ieri)

-(prelievi di oggi)= (saldo di chiusura di oggi)

2.Transform procedures

TP: set di “transform procedures”

Ogni procedura di trasformazione è una funzione da un set di CDI a un set di CDI.

Nota: se l’originale set di CDI soddisfa un determinato IVP allora anche il set trasformato di CDI lo soddisferà TP sono, quindi, “procedure ben formate” Es. banca:

• Depositi• Prelievi• Trasferimenti di denaro, etc

Transazioni e Utenti

IVP hanno verificato se il sistema in passato fosse in uno stato consistente, TP assicurano che lo sarà in futuro

Una tipica transazione nel db è composta da TP, di cui alcune trasformano UDI in CDI e altri aggiornano CDI.

Le transazioni devono anche implementare IVP UserID: sono i nomi del set di utenti abilitati ad

utilizzare il sistema C’è bisogno di specificare il set delle procedure e gli

utenti associati e il sistema deve assicurare che questi utenti devono eseguire solo quelle procedure; quindi c’è bisogno nel sistema di un servizio di autenticazione degli utenti

Nel caso debbano entrare nel sistema degli UDI questi devono essere processati solo da WFT per risultare CDI

Certification rules (1): assicurano che i dati nel sistema siano validi

C1: tutte le IVP devono assicurare che tutti i CDI siano in uno stato valido al momento in cui l’IVP è eseguito

C2: tutte le TP devono essere certificate per essere valide.Per ogni TP e ogni set di CDI che esso può

manipolare, il “security officer” deve specificare una relazione che sarà del tipo:

(TPi(CDIa,CDIb,CDIc,…))La lista di CDI definisce un set di argomenti per i quali il TP è stato certificato.Un TP può manipolare in modo errato un CDI se non è certificato a lavorare con questo.

Enforcement rules (1): prevengono modifiche di CDI in modo non conforme a IVP

E1: il sistema deve mantenere una lista di relazioni specificate nella regola C2 e deve assicurare che la manipolazione di CDI possa avvenire solo da certi TP, come specificato nelle relazioni

E2: il sistema deve mantenere anche una lista di relazioni del tipo:

(userID,TPi,(CDIa,CDIb,CDIc,..))Il sistema deve assicurare che solo le esecuzioni descritte in una delle relazioni possano essere eseguite.Questa tripla definisce una relazione “permessa”.Il TP deve accedere a questi CDI dietro richiesta dell’utente associato

Enforcement rules

E3: il sistema deve autenticare l’identità di ogni utente che vuole eseguire una TP

Nota: gli utenti non autenticati possono manipolare gli UDI, perché l’autorizzazione non è richiesta prima dell’uso del sistema ma prima della manipolazione dei CDI

E4: solo gli agenti che hanno il permesso di certificare le entità possono modificare la lista di entità associate ad altre entità, specificatamente quelle associate con TP.

Regola E3

Enforcement rules

Certification properties (2) C3: la relazione “permessa” deve supportare il principio della separazione

dei compiti.La relazione “permessa” deve essere certificata.

C4: Tutti i TP devono aggiungere sufficienti informazioni al CDI per poter ricostruire l’operazione.

Questo CDI è il logIl logging è essenziale all’auditing (processo di analisi del sistema per determinare quali azioni debbano essere eseguite e chi le deve eseguire) il logging è alla base dell’auditing, ma mentre il logging è interno al sistema, l’auditing è esterno e l’auditing è essenziale all’integrità.Nessun TP può sovrascrivere un log.

C5: TP che prendono un UDI come valore in input devono eseguire solo valide trasformazioni, dovrà trasformarlo in un CDI o respingerlo.

Limite principale del modello Clark-Wilson: staticità

Relazioni autorizzazioni statiche

Statica separazione dei compiti

Autorizzazione sono centralizzate in un amministratore della sicurezza

Bibliografia

Secure database development and the Clark- Wilson security model

• Xiaocheng Ge, Fiona Polack, Règine Laleau A comparison of commercial and military

computer security policies• David Clark and David Wilson

Consideration of the chinese wall and the Clark-Wilson security policy in the internet environment

• Prof. Gustaff Neumann DBMS

• Enciclopedia Wikipedia