A security concept for distributed data processing systems

Abstract

Today, the amount of raw data available is abundant. As only a small part of this data is in a form fit for further processing, there is many data left to analyze and process. At the same time, cloud services are ubiquitous and allow even small businesses to perform large tasks of distributed data processing without the significant costs required for a suitable computational infrastructure. However, as more and more users transfer their data into the cloud for processing and storage, concerns about data security arise. An extensive review of data security research in today's cloud solutions confirms these concerns to be justified. The existing strategies for securing one's data are not adequate for many use cases. Therefore, this work proposes a holistic security concept for distributed data processing in the cloud. For the purpose of providing security in heterogeneous cloud environments, it statically analyzes a data flow prior to execution and determines the optimal security measurements. Without imposing strict requirements on the cloud services involved, it can be deployed in a broad range of scenarios. The concept's generic design can be adopted by existing data rocessing tools. An exemplary implementation is provided for the mashup tool FlexMash. Requirements, such as data confidentiality, integrity, access control, and scalability were evaluated to be met.

Die heutige Menge an vorhandenen Daten ist enorm. Viele davon müssen zunächst verarbeitet und analysiert werden, da nur ein geringer Teil dieser Daten für die weitere Verarbeitung geeignet ist. Cloud-basierte Dienste sind allgegenwärtig und erlauben es auch kleineren Unternehmen Datenverarbeitung durchzuführen, ohne die Kosten von notwendiger Infrastruktur tragen zu müssen. Mit einer zunehmenden Zahl an Nutzern von Clouds wachsen jedoch auch Bedenken der Sicherheit. Eine ausführliche Durchsicht der aktuellen Forschung zu diesem Thema bestätigt diese Bedenken und existierende Strategien zur Sicherung der eigenen Daten berücksichtigen viele Fälle nicht. Daher stellt diese Arbeit ein ganzheitliches Sicherheitskonzept für die verteilte Datenverarbeitung in der Cloud vor. Damit Sicherheit in heterogenen Cloudumgebungen gewährleistet werden kann, wird ein Datenfluss vor der Ausführung statisch analysiert und es werden die für diesen Fluss optimalen Sicherheitsmaßnahmen festgelegt. Das Konzept besitzt einen breiten Anwendungsbereich, da keine straffen Anforderungen an die genutzten Dienste gestellt werden. Das generische Design des Konzepts ermöglicht eine einfache Integration in bereits existierende Datenverarbeitungsanwendungen, wie beispielhaft an FlexMash gezeigt wird. Anforderungen, wie die Vertraulichkeit von Daten, deren Integrität, Zugriffskontrolle und Skalierbarkeit des Systems konnten erreicht werden.