O modelo de computação em nuvem (cloud computing) reúne características como elasticidade, compartilhamento de recursos, obtenção de serviços sob demanda, e escalabilidade. Este modelo aumenta a eficiência de utilização de recursos, reduzindo drasticamente o custo de manutenção de infraestruturas de hardware e software. Contudo, diversos problemas relacionados a aspectos de segurança são observados nos ambientes de nuvem, o que reduz a adoção da tecnologia de maneira significativa. Os principais problemas identificados referem-se à confidencialidade dos dados dos usuário e à proteção dos canais de comunicação. Estes problemas podem ser resolvidos por meio do emprego de mecanismos de autenticação e autorização que controlem efetivamente o acesso aos recursos e aos serviços da nuvem por parte dos usuários e quaisquer outras entidades que consigam acessar estes elementos. Isto sugere a utilização de credenciais, que permitem estabelecer permissões e obrigações das entidades de um ecossistema de computação em nuvem. Esta dissertação apresenta uma proposta de Sistema de Gerenciamento de Credenciais (SGC) para computação em nuvem, que visa implementar uma solução de identificação de entidades e controle de acesso à nuvem. Para isto foi realizada uma pesquisa para levantar as principais referências relativas à computação em nuvem, segurança em computação em nuvem, e gerenciamento de credenciais. A partir dos resultados desta pesquisa, foi definido um modelo conceitual que descreve a solução proposta, identificando os seus requisitos e a sua arquitetura. Finalmente foi desenvolvido um protótipo para realização de testes, de modo a validar a solução proposta e verificar o atendimento aos requisitos definidos previamente. Os resultados revelam a possibilidade de desenvolver um Sistema de Gerenciamento de Credenciais (SGC) capaz de prover os mecanismos de segurança adequados para a nuvem sem a necessidade de modificar as aplicações e serviços originais da mesma, culminando em uma solução transparente para usuários, desenvolvedores, e administradores da nuvem. O sistema proposto foi, também, capaz de estabelecer canais de comunicação seguro entre as entidades da nuvem, permitindo proteger de maneira seletiva as informações que trafegam pela rede. Desta forma, é possível afirmar que soluções em nuvem podem ser tornar mais seguras (e confiáveis) por meio do emprego de mecanismos transparentes e abrangentes para autenticação e autorização de entidades e operações. / Cloud computing is a computing model based on characteristics such as elasticity, resource sharing, on-demand resource acquisition, and scalability. This model increases resource usage efficiency, drastically reducing maintenance costs of hardware and software infrastructures. However, problems related to security aspects represent obstacles for a wider adoption of the technology. The main problems identified are related to data confidentiality and communication channels protection. These problems can be addressed by authentication and authorization mechanisms which are able to effectively control the access to resources and services. This suggests the use of credentials which define the permissions and obligations of entities from a cloud computing ecosystem. This work presents a Credential Management System (CMS) for cloud computing, which implements a solution for identification and access control in the cloud environment. The research included a survey of references related to cloud computing, security in cloud computing, and credential management. Taking the results of this research, it was specified a conceptual model which describes the proposed solution, identifying the main requirements of the solution and its architecture. Finally it was developed a prototype in order to perform tests to validate the solution and verify if the requirements were addressed. The results reveal the possibility of developing a credential management solution able to provide the adequate security mechanisms without the need to modify the original applications and services, leading to a transparent solution for users, developers, and cloud administrators. The solution was also able to establish secure communication channels between cloud entities, allowing to selectively protect information that is exchanged in the network. The conclusion is that it is possible to make cloud applications and services more secure (and reliable) by using transparent and comprehensive mechanisms for authentication and authorization of entities and operations.

O modelo de computação em nuvem (cloud computing) reúne características como elasticidade, compartilhamento de recursos, obtenção de serviços sob demanda, e escalabilidade. Este modelo aumenta a eficiência de utilização de recursos, reduzindo drasticamente o custo de manutenção de infraestruturas de hardware e software. Contudo, diversos problemas relacionados a aspectos de segurança são observados nos ambientes de nuvem, o que reduz a adoção da tecnologia de maneira significativa. Os principais problemas identificados referem-se à confidencialidade dos dados dos usuário e à proteção dos canais de comunicação. Estes problemas podem ser resolvidos por meio do emprego de mecanismos de autenticação e autorização que controlem efetivamente o acesso aos recursos e aos serviços da nuvem por parte dos usuários e quaisquer outras entidades que consigam acessar estes elementos. Isto sugere a utilização de credenciais, que permitem estabelecer permissões e obrigações das entidades de um ecossistema de computação em nuvem. Esta dissertação apresenta uma proposta de Sistema de Gerenciamento de Credenciais (SGC) para computação em nuvem, que visa implementar uma solução de identificação de entidades e controle de acesso à nuvem. Para isto foi realizada uma pesquisa para levantar as principais referências relativas à computação em nuvem, segurança em computação em nuvem, e gerenciamento de credenciais. A partir dos resultados desta pesquisa, foi definido um modelo conceitual que descreve a solução proposta, identificando os seus requisitos e a sua arquitetura. Finalmente foi desenvolvido um protótipo para realização de testes, de modo a validar a solução proposta e verificar o atendimento aos requisitos definidos previamente. Os resultados revelam a possibilidade de desenvolver um Sistema de Gerenciamento de Credenciais (SGC) capaz de prover os mecanismos de segurança adequados para a nuvem sem a necessidade de modificar as aplicações e serviços originais da mesma, culminando em uma solução transparente para usuários, desenvolvedores, e administradores da nuvem. O sistema proposto foi, também, capaz de estabelecer canais de comunicação seguro entre as entidades da nuvem, permitindo proteger de maneira seletiva as informações que trafegam pela rede. Desta forma, é possível afirmar que soluções em nuvem podem ser tornar mais seguras (e confiáveis) por meio do emprego de mecanismos transparentes e abrangentes para autenticação e autorização de entidades e operações. / Cloud computing is a computing model based on characteristics such as elasticity, resource sharing, on-demand resource acquisition, and scalability. This model increases resource usage efficiency, drastically reducing maintenance costs of hardware and software infrastructures. However, problems related to security aspects represent obstacles for a wider adoption of the technology. The main problems identified are related to data confidentiality and communication channels protection. These problems can be addressed by authentication and authorization mechanisms which are able to effectively control the access to resources and services. This suggests the use of credentials which define the permissions and obligations of entities from a cloud computing ecosystem. This work presents a Credential Management System (CMS) for cloud computing, which implements a solution for identification and access control in the cloud environment. The research included a survey of references related to cloud computing, security in cloud computing, and credential management. Taking the results of this research, it was specified a conceptual model which describes the proposed solution, identifying the main requirements of the solution and its architecture. Finally it was developed a prototype in order to perform tests to validate the solution and verify if the requirements were addressed. The results reveal the possibility of developing a credential management solution able to provide the adequate security mechanisms without the need to modify the original applications and services, leading to a transparent solution for users, developers, and cloud administrators. The solution was also able to establish secure communication channels between cloud entities, allowing to selectively protect information that is exchanged in the network. The conclusion is that it is possible to make cloud applications and services more secure (and reliable) by using transparent and comprehensive mechanisms for authentication and authorization of entities and operations.

O paradigma de computação em nuvem, por meio de seus modelos de serviço e implantação, apresenta para os provedores de serviço e consumidores benefícios e desafios. Um dos principais desafios apontados pela área de computação em nuvem é com relação à segurança da informação, especificamente a questão de conformidade com relação a contratos firmados entre o provedor e o consumidor. O acordo de nível de serviço (SLA) é um destes contratos, no qual são estabelecidos requisitos para a entrega e operação do serviço contratado pelo consumidor, bem como penalidades em caso de não atendimento a requisitos estabelecidos no contrato. Comumente, em um SLA definido entre provedor de serviço e consumidor as necessidades de disponibilidade e desempenho com relação ao serviço contratado são especificados, o que não ocorre com relação às necessidades de segurança. A necessidade de especificação de requisitos de segurança em um SLA, em especial confidencialidade e integridade, para o contexto de computação em nuvem, bem como arquiteturas de computação que tratem de requisitos de segurança em um SLA e efetuem o gerenciamento destes requisitos durante o ciclo de vida do SLA, encontram-se em evolução, se comparado aos requisitos de disponibilidade. Considerando a demanda crescente de incorporação de SLA de Segurança nos contratos de serviços de computação em nuvem, este trabalho tem como objetivo propor e avaliar um arcabouço de gerenciamento de serviços de computação em nuvem para o modelo de infraestrutura como serviço (IaaS), tendo como base requisitos de segurança especificados em um SLA, em especial os requisitos de confidencialidade e integridade. O gerenciamento proposto pelo arcabouço contempla as etapas do ciclo de vida de um SLA, que compreende as fases de: i) definir e especificar o SLA; ii) gerenciar e implantar o SLA; iii) executar e gerenciar o SLA e iv) finalizar o SLA. A validação do arcabouço proposto é realizada por meio da sua aplicação em um cenário de uso, onde será verificado o atendimento aos requisitos de segurança definidos e especificados no SLA. Para assegurar que o arcabouço proposto é seguro, bem como a sua integração com o ambiente de computação em nuvem é realizada análise de ameaças do arcabouço, e ações de mitigação apresentadas. Ao final, mostra-se que o arcabouço de gerenciamento proposto cumpre com os objetivos e requisitos propostos. / The cloud computing paradigm given its service and deployment models presents several benefits and challenges. One of the main challenges is related to information security, in particular, the compliance contracts between consumers and service provider. Service Level Agreements (SLAs) are contracts in which requirements about service operation and delivery as well as penalties in case of non-compliance of these requirements are defined. A SLA is usually defined in terms of availability and performance requirements, and data security requirements are normally not specified in details as these requirements. The need for security requirements specified in an SLA, especially confidentiality and integrity to the cloud computing paradigm, as well computing architectures to deal with SLA security requirements and management of cloud services based on SLA security requirements in an automated manner during its entire lifecycle are still in evolution, compared to availability requirements. In order to deal with these ineeds, this work aims to propose and evaluate a framework to orchestrate the management of cloud services for the infrastructure as a service (IaaS) based on SLA security requirements, specifically the confidentiality and integrity requirements. The management proposed by the framework comprehend the steps of the SLA lifecycle: i) SLA specification and definition; ii) SLA deployment and management; iii) SLA execute and monitoring; and iv) SLA termination. The validation of proposed framework is performed by its application in a usage scenario, checking the compliance with defined security requirements and specified in the SLA. To ensure the security of proposed framework and its cloud computing environment integration, a threat modeling is performed and mitigation actions are presented. At last, it is shown that the proposed management framework meets the specified framework requirements.

O paradigma de computação em nuvem, por meio de seus modelos de serviço e implantação, apresenta para os provedores de serviço e consumidores benefícios e desafios. Um dos principais desafios apontados pela área de computação em nuvem é com relação à segurança da informação, especificamente a questão de conformidade com relação a contratos firmados entre o provedor e o consumidor. O acordo de nível de serviço (SLA) é um destes contratos, no qual são estabelecidos requisitos para a entrega e operação do serviço contratado pelo consumidor, bem como penalidades em caso de não atendimento a requisitos estabelecidos no contrato. Comumente, em um SLA definido entre provedor de serviço e consumidor as necessidades de disponibilidade e desempenho com relação ao serviço contratado são especificados, o que não ocorre com relação às necessidades de segurança. A necessidade de especificação de requisitos de segurança em um SLA, em especial confidencialidade e integridade, para o contexto de computação em nuvem, bem como arquiteturas de computação que tratem de requisitos de segurança em um SLA e efetuem o gerenciamento destes requisitos durante o ciclo de vida do SLA, encontram-se em evolução, se comparado aos requisitos de disponibilidade. Considerando a demanda crescente de incorporação de SLA de Segurança nos contratos de serviços de computação em nuvem, este trabalho tem como objetivo propor e avaliar um arcabouço de gerenciamento de serviços de computação em nuvem para o modelo de infraestrutura como serviço (IaaS), tendo como base requisitos de segurança especificados em um SLA, em especial os requisitos de confidencialidade e integridade. O gerenciamento proposto pelo arcabouço contempla as etapas do ciclo de vida de um SLA, que compreende as fases de: i) definir e especificar o SLA; ii) gerenciar e implantar o SLA; iii) executar e gerenciar o SLA e iv) finalizar o SLA. A validação do arcabouço proposto é realizada por meio da sua aplicação em um cenário de uso, onde será verificado o atendimento aos requisitos de segurança definidos e especificados no SLA. Para assegurar que o arcabouço proposto é seguro, bem como a sua integração com o ambiente de computação em nuvem é realizada análise de ameaças do arcabouço, e ações de mitigação apresentadas. Ao final, mostra-se que o arcabouço de gerenciamento proposto cumpre com os objetivos e requisitos propostos. / The cloud computing paradigm given its service and deployment models presents several benefits and challenges. One of the main challenges is related to information security, in particular, the compliance contracts between consumers and service provider. Service Level Agreements (SLAs) are contracts in which requirements about service operation and delivery as well as penalties in case of non-compliance of these requirements are defined. A SLA is usually defined in terms of availability and performance requirements, and data security requirements are normally not specified in details as these requirements. The need for security requirements specified in an SLA, especially confidentiality and integrity to the cloud computing paradigm, as well computing architectures to deal with SLA security requirements and management of cloud services based on SLA security requirements in an automated manner during its entire lifecycle are still in evolution, compared to availability requirements. In order to deal with these ineeds, this work aims to propose and evaluate a framework to orchestrate the management of cloud services for the infrastructure as a service (IaaS) based on SLA security requirements, specifically the confidentiality and integrity requirements. The management proposed by the framework comprehend the steps of the SLA lifecycle: i) SLA specification and definition; ii) SLA deployment and management; iii) SLA execute and monitoring; and iv) SLA termination. The validation of proposed framework is performed by its application in a usage scenario, checking the compliance with defined security requirements and specified in the SLA. To ensure the security of proposed framework and its cloud computing environment integration, a threat modeling is performed and mitigation actions are presented. At last, it is shown that the proposed management framework meets the specified framework requirements.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-24T11:52:22Z No. of bitstreams: 1 Pablo.pdf: 5598718 bytes, checksum: cce40776950abfd027f223d50cfca06c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pablo.pdf: 5598718 bytes, checksum: cce40776950abfd027f223d50cfca06c (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / CAPES,CNPQ,FAPEMA / The development and use of software based on cloud computing have been highlighted more and more nowadays. Software as a Service (SaaS) has been considered as a trend for small, medium and large companies, subtly acquiring presence in personal computing too. This service popularizing brings with it many challenges concerning to information security handled by their suppliers and the vulnerability of their applications. In this work, we propose a SaaS development framework by combining the Model-Driven Engineering (MDE) with merging techniques of domain-security models and domainapplication model. This approach involves the use of MDE techniques for achieving such adaptation and assist in the software development process. By adopting the MDE approach, it is possible to combine elements of different models, from source models reaching a target model by using weaving techniques. A prototype implements the proposed framework and reuses the Mapping Tool for Model Driven Engineering (MT4MDE) and Semi-Automatic Matching Tool for Model Driven Engineering (SAMT4MDE) in order to demonstrate the used methodology. The results demonstrate the feasibility and benefits of combining several security aspects in the development process of SaaS. / O desenvolvimento e a utilização de softwares baseados em computação em nuvem têm conquistado cada vez mais destaque na atualidade. A oferta de SaaS (Software as a Service) se mostra uma tendência não apenas para as grandes empresas, mas também para as pequenas e médias, adquirindo espaço também na computação pessoal de forma transparente. Esta relativa popularização do serviço traz consigo muitos desafios no que se refere à segurança da informação manipulada pelos seus fornecedores e a vulnerabilidade de suas respectivas aplicações. Neste trabalho, propomos um framework de desenvolvimento de SaaS, fazendo uso da Engenharia Dirigida por Modelos (MDE) aliada a técnicas de fusão de modelos do domínio de segurança a modelos do domínio da aplicação. Esta abordagem envolve a utilização de técnicas de MDE para se alcançar tal adaptação e auxiliar na condução do processo de desenvolvimento do software. Através da adoção da abordagem MDE é possível realizar a junção de elementos de modelos diferentes, a partir de modelos fonte alcançando-se um modelo alvo pela utilização de técnicas de weaving. Um protótipo implementa o framework proposto e reutiliza as ferramentas Mapping Tool for Model Driven Engineering (MT4MDE) e Semi-Automatic Matching Tool for Model Driven Engineering (SAMT4MDE) na demonstração da metodologia usada. Os resultados demonstram a viabilidade e os benefícios da combinação de vários aspectos de segurança no processo de desenvolvimento de um SaaS.