MAC Mandatory Access Control Contrôle d’accès obligatoire (Méthodes de contrôle de flux) http://w3.uqo.ca/luigi/INF6153/index.html INF6153

Pourquoi MAC Dans les organisations, il existe normalement des ressources qui doivent être administrées par le gérant du système selon des politiques rigides qui échappent à l’usager Le but principal des systèmes MAC est de protéger les données Confidentialité et intégrité Ce but est obtenu en limitant les droits des usagers sur les objets qui contiennent les donnés La protection des données implique le contrôle de flux des données dans l’organisation Ces modèles se préoccupent surtout des droits de lecture-écriture Indirectement de l’exécution INF6153

Classification des sujets et données Caractéristique commune à tous ces modèles est le fait que les sujets et les données sont classés ou étiquetés Les classifications déterminent quels sujets peuvent avoir accès à quelles données INF6153

Exemples de MAC Bell-LaPadula Biba Multi-level Access Control (MLS) Lattice-Based Access Control Muraille de Chine Label Based Access Control Plusieurs autres … INF6153

Bell-La Padula (BLP) pour la confidentialité (aussi appelé modèle multiniveaux) INF6153

Premier exemple Marc travaille sur un projet A1: secret Anne travaille sur un projet A2: public Aucune données ne peut circuler A1A2 Quelles seraient les règles pour ceci? Marc Fichier de Marc Projet A1 Barrière Anne Fichier de Anne Projet A2 INF6153 INF6153

Règle simple Marc Fichier de Marc Projet A1 / Barrière Anne Fichier de Anne Projet A2 Les participants du projet A2 ne peuvent pas lire les fichiers du projet A1 Suffisante? INF6153

Règle * Marc Fichier de Marc Projet A1 / Barrière / Anne Fichier de Anne Projet A2 Les participants du projet A1ne peuvent pas écrire dans les fichiers du projet A2 INF6153

Bell-LaPadula: motivation initiale Dans un environnement hiérarchique, p.ex. militaire Les supérieurs peuvent s’informer au sujet des inférieurs, pas le contraire Les inférieurs peuvent informer les supérieurs, Personne ne peut divulguer à des niveaux inférieurs les données acquises Autrement dit, les données peuvent être transférées seulement vers l’haut de la hiérarchie INF6153

Bell-LaPadula: besoins Hypothèse: Nous avons un ensemble ordonné de niveaux de permission P.ex. de soldat (bas) à général (élévé) Nous avons des données qui sont plus ou moins ‘sensibles’ Besoin Les données peuvent être transférées des niveaux bas vers les niveaux plus élevés, mais pas dans le sens contraire INF6153

Implémentation Pour contrôler le flux des données, nous contrôlerons le opérations sur les fichiers (objets) qui les contiennent Les opérations de lecture ou écriture qui transfèrent les données vers l’haut sont permises Les opérations de lecture ou écriture qui transfèrent les données vers le bas ne sont pas permises INF6153

Implémentation: Niveaux de sujets et objets Les sujets sont classés par Niveau d’autorisation Les objets sont classés par Niveau de sensibilité Pour simplicité, nous ferons l’hypothèse qu’il y ait une correspondance 1-1 entre ces deux niveaux, nous les appellerons niveaux de sécurité: P.ex. Très secret = Général Secret = Colonel Confidentiel = Major Public = Capitaine INF6153

Généralisation La correspondance 1à 1des niveaux d’autorisation et de sensibilité n’est pas nécessaire On pourrait avoir un niveau d’autorisation qui correspond à plusieurs niveaux de sensibilité ou le converse Cependant le modèle reste essentiellement le même donc nous ne parlerons pas de ces cas INF6153

Propriétés (Propriété simple, lecture) Read down, No read up Un sujet à un niveau peut lire un objet ssi le niveau de l’objet est inférieur ou égal au niveau du sujet Suffisant? INF6153

Propriétés ou règles (Propriété simple, lecture) Read down, No read up Un sujet à un niveau peut lire un objet ssi le niveau de l’objet est inférieur ou égal au niveau du sujet Cette propriété n’est pas suffisante pour limiter la diffusion des données! (Propriété *, écriture) Write up, No write down Un sujet à un niveau peut écrire sur un objet ssi le niveau de l’objet est supérieur ou égal au niveau du sujet Car il faut empêcher à un sujet de déclassifier les données en recopiant les objets qui les contiennent à des niveaux inférieurs Propriété est une terminologie très utilisée, mais selon moi erronée dans ce cas INF6153

Propriété simple et propriété * Pour tous les modèles MAC, la théorie fait distinction entre propriété simple et propriété étoile * Propriété simple: concerne la lecture Propriété * : concerne l’écriture Dans BLP, il est difficile de voir l’utilité de la propriété simple toute seule, sans aucune contrainte sur l’écriture Car un supérieur pourrait causer une fuite de données vers le bas Normalement les deux propriétés sont utiles ensemble Mais les deux propriétés pourraient être utiles séparément dans d’autres modèles de protection INF6153

Graphiquement Propriété simple Propriété * Dessins de Sofiene Boulares Top Secret Top Secret Secret Secret Confidentiel Confidentiel Ne pas lire en haut Ne pas écrire en bas Dessins de Sofiene Boulares INF6153

Data can flow only upwards Autrement dit … Secret Read down Write up No read up No write down Confidential … Public Data can flow only upwards INF6153

Flux seulement vers le haut INF6153

Flux données pour exemple BLP Le niveau le plus secret, pour les données classées S, peut aussi abriter des données C et P S,C,P C,P P INF6153 20

Instance de BLP Carl:{S,C,P} MedsPatients: {S,C,P} Alice:{C,P} NomsPatients: {C,P} Bob:{P} Médicaments: {P} INF6153 21

Matrice de CA Médicaments NomsPatients MedsPatients Carl r r,w Alice w Bob INF6153

Propriété globale Par un simple raisonnement inductif, on voit que la propriété globale suivante est préservée: Un sujet peut arriver à lire des données ssi elles sont à un niveau inférieur ou égal à son niveau d’autorisation, par n’importe quelle suite d’opérations de lecture ou écriture Un objet peut arriver à stocker des données ssi …. (même chose) INF6153

Séparation entre objets et données Pour bien comprendre BLP, il est nécessaire d’insister sur la distinction entre Données et Objets, ou fichiers, qui contiennent les données Le niveau de sensibilité des données reste inchangé malgré que le niveau de sensibilité de leurs contenants, les objets ou fichiers, change si on recopie les données à des niveaux différents Le niveau de sensibilité de votre NAS est le même qu’il soit dans un document d’impôt ou dans un document de police Au lieu, on peut confondre la distinction entre sujets et objets On se concentre donc sur le flux de données entre niveaux de sécurité Car les sujets peuvent lire et écrire dans les objets de leurs niveaux Les données sont protégées en forçant un certain flux Du bas à l’haut Ce flux est forcé en limitant ce que les sujets aux différents niveaux peuvent faire avec les objets-fichiers INF6153

Exercice: Cheval de Troie Revenir à l’exemple du Cheval de Troie du cours précédent et voir comment les chevaux de Troie peuvent être empêchés dans BLP Des solutions peuvent être trouvées dans www INF6153

BLP Extension 1 (pour permettre la transmission en bas) La prohibition d’écrire à un niveau inférieur ne permet pas la transmission des ordres! Pour ce faire, un usager peut décrémenter son niveau à un niveau inférieur Il peut donc avoir un niveau maximal Et un niveau courant P.ex. un colonel peut descendre au niveau d’un sergent pour (et seulement pour) donner des ordres à un sergent ou à niveau entre sergent et colonel Il faut supposer qu’il n’en profitera pas pour répandre des autres données … Concept de sujet fiable = trusted subject INF6153

BLP extension 2 (Pour limiter les droit d’accès à certains types d’info) Pour implémenter le critère de ‘besoin de savoir’ on a dans BLP des catégories de données dans chaque niveau P.ex. dans l’ensemble des fichiers d’une organisation on peut avoir: Fichiers ‘Nucléaire’, ‘Europe’, ‘Asie’ etc. En plus d’avoir des niveaux de sensibilité et d’autorisation, les usagers et les objets appartiennent aussi à des catégories de données Les catégories traversent les niveaux Contrainte additionnelle: un sujet ne peut accéder qu’à des données dans sa propre catégorie: partition des données à travers tous les niveaux de sécurité Nuc Etc. Eur Asie INF6153

Une application: Couches de Protection Dans les Systèmes d’exploitation INF6153

Combinaison avec autres modèles La version originale de MAC fut conçue pour fonctionner ‘en amont’ de DAC C’e.-à-d. si MAC permet l’accès il faudrait voir s’il est aussi permis par le propriétaire des données, voir DAC En principe, MAC peut fonctionner ‘en amont’ ou ‘en aval’ d’autres modèles P.ex. si RBAC permet l’accès il faut puis contrôler s’il est permis aussi par MAC, etc. De cette manière, on peut combiner le politiques de contrôle de flux avec les politiques basées sur les rôles Point de réflexion … INF6153

Anneaux de protection Le concept de ‘Anneaux de protection’ est une application de BLP aux systèmes d’exploitation et a été implémentée dans quelques matériels et logiciels INF6153

Deux anneaux de protection Dans la plupart des ordis, la machine peut exécuter en un de deux modes: Superviseur ou usager Si la machine est en mode superviseur, elle peut exécuter les instructions privilégiées du SE Elle peut lire les données des usagers Elle ne peut pas transférer des infos privilégiées à l’usager Si la machine est en mode usager, elle ne peut exécuter que les programmes usagers Elle ne peut pas lire dans le SE Elle peut transférer des infos au SE INF6153

Généralisation à plusieurs niveaux Dans le système Multics (approx 1965!) on prévoyait jusqu’à 32 anneaux d’exécution (0-31) L’Unité Centrale a un registre qui contient le numéro de l’anneau où elle est en train d’exécuter Les anneaux les plus internes sont les plus protégés C’est la place des fonctionnalités les plus critiques INF6153

Exemples de niveaux 0: Noyau du Système d’exploitation 1: Le reste du SE 2: Utilitaires 3: Programmes d’usager Ceci pourrait être étendu à plus de niveaux P.ex. on pourrait distinguer différentes parties du SE ou d’utilitaires, plus ou moins protégées Les usagers pourraient aussi dire que quelques uns de leur programmes devraient être plus protégés que d’autres INF6153

Catégories d’objets Ce système considère aussi les catégories d’objets À chaque niveau, il pourrait y avoir différentes catégories d’objets avec des protections différentes comme dans BLP INF6153

Difficultés Une difficulté majeure est le cas où un processus (=sujet) dans un anneau veut exécuter un processus dans un anneau différent P.ex. un programme A du noyau qui lance un programme d’application B Dans ce cas, A doit passer des paramètres à B – ce flux est dans une direction non-permise Si un processus veut exécuter un programme dans un noyau plus protégé, et il veut voir les résultats, ce sont les résultats qui créent un flux non-permis Il y a donc des règles compliquées et rigoureuses concernant les permissions de Lecture et écriture entre niveaux Appels de procédures entre niveaux INF6153

Implémentation Linux Voir SELinux Security Enhanced Linux INF6153

LAC: Modèle treillis de Denning: Une abstraction V. Benantar Chap. 4 INF6153

La tradition et la nouveauté Dans le chapitre « Contrôle de flux » nous avons vu que la notion d’ordre partiel est suffisante pour exprimer les propriétés essentielles des modèles de protection de données Dans la suite nous verrons la théorie traditionnelle, qui est basée sur la notion de treillis, une structure plus complexe que les ordres partiels INF6153

Modèles treillis (LAC: Lattice-Based Access Control) Le modèle treillis est une abstraction qui généralise l’idée du modèle BLP Fut développée par Dorothy Denning dans un article de 1976 et a été le sujet d’un très grand domaine de recherche INF6153

Modèle treillis de Denning Dans le modèle treillis on ne parle plus de sujets et objets mais seulement de flux de données entre niveaux de sécurité Qui forment un treillis INF6153

Ensemble SC, Rélation , Opérateurs⊗⊕ Il existe un ensemble fini SC de classes de sécurité La rélation  dans SC dénote le flux de données. Elle est: Réfléxive: AA pour tout A Transitive: AB et BC implique AC Antisymétrique: AB et BA implique A=B L’opérateur ⊕ dans SC est la jonction: A⊕B est le plus grand dénominateur commun entre A et B par rapport à la rélation  AA⊕B et BA⊕B L’opérateur ⊗ dans SC est l’intersection A⊗B A et A⊗B B INF6153

Critère de sécurité (safety) Un système est sécuritaire si on ne peut pas avoir des séquences d’opérations (read, write) qui créent un flux différent de celui spécifié par  Ceci considère les opérations d’affectation a=f(b1,…,bn) qui peuvent être vues comme des lectures de b1,…,bn suivies par une écriture sur a Donc ce modèle peut être utilisé pour analyser le flux de données dans les programmes INF6153

Condition pour la sécurité Essentiellement, si SC est un treillis fini pour les opérateurs , ⊕, ⊗ il est sécuritaire Donc il n’y a pas de flux de données autre que celui spécifié par  Avec son extension transitive, évidemment INF6153

Application à BLP BLP respecte ce modèle car: L’ensemble de niveaux de sécurité est fini L’opérateur  est la relation dom inversée Les données peuvent être transférée de A à B ssi B dom A Nous avons en fait vu comment les systèmes BLP peuvent être représentés comme treillis INF6153

Problèmes? Ce modèle est intéressant car il peut être utilisé pour parler de la sécurité à l’intérieur d’un programme, mais ce type de sécurité pourrait être impossible à obtenir: P.ex. un programme usager A peut demander un service d’une procédure P plus protégée A peut passer à P des paramètres: OK Cependant P voudrait transférer à A des résultats: PAS OK! Ce problème affecte les modèles multi-niveaux style Multics et SELinux INF6153

Relation avec le modèle d’ordre partiel Le modèle d’ordre partiel, développé dans le chapitre « Contrôle de flux » est basé sur les mêmes idées Cependant il est plus pratique parce que Tout treillis est un ordre partiel, mais pas vice-versa Les ordres partiels mentionnés sont toujours présents dans tout diagramme de flux Tandis que le modèle treillis doit être créé Comme nous avons vu, créer un treillis pourrait demander d’introduire des entités inexistantes INF6153

Treillis (Lattices) Un treillis est un ensemble partiellement ordonné (L, ≤) qui satisfait aux conditions suivantes: Pour n’importe quel paire d’éléments (a,b) ∈ LxL il existe Un élément unique c tel que a≤c et b≤c et qui est le plus petit de tous les éléments ayant cette propriété (borne supérieure) Cet élément c sera écrit a⊕b Un élément unique d tel que d≤a et d≤c et qui est le plus grand de tous les éléments ayant cette propriété (borne inférieure) Cet élément sera écrit ⊗ Par conséquence, un treillis a Un ‘plus grand élément’, borne supérieure de tous Un ‘plus petit ‘élément’, borne inférieure de tous INF6153

Exemples de non-treillis (Wikipedia) c et d n’ont pas de borne supérieure commune. a et b n’ont pas de borne inférieure commune b et c ont des bornes supérieures communes (d,e,f), mais aucune qui est la plus petite a et b ont plusieurs bornes inférieures (0,d,g,h,i) mais aucune d’elles ne correspond à la déf de borne inférieure INF6153

Treillis de catégories de données Les données peuvent être structurées, et un sujet peut avoir accès à des sous-ensembles de catégories INF6153

Exemple Marie: (TopSecret, {NUC, EUR, ASI}) Jean: (Secret, {NUC, ASI } ) Tom: (Confidential, {EUR, ASI } ) Marie a plus de droit d’accès que Jean ou Tom, Jean a plus de droits d’accès que Tom aux objets dans la catégorie ASI, Cependant Tom a des droits d’accès dans la catégorie EUR, que Jean ne peut pas toucher Marie Jean Tom INF6153

Rélation dom Si A est un niveau de sensibilité et C un ensemble de categories: (A,C) dom (A,C) ssi A≤ A et C C Exemples (Top Secret, {NUC, ASI}) dom (Secret, {NUC}) (Secret, {NUC, EUR}) dom (Confidential,{NUC, EUR}) (Secret, {NUC, EUR}) dom (Secret, {NUC}) (Top Secret, {NUC}) dom (Confidential, {EUR}) INF6153

Propriétés simple et * avec dom Simple: Un Sujet peut lire un Objet ssi Sujet dom Objet * : Un sujet peut écrire un Objet ssi Objet dom Sujet Elle peuvent expliquées de la manière suivante: Un sujet peut lire un objet ssi l’objet contient exclusivement des données pour lesquelles le sujet a droit d’accès Un sujet peut écrire sur un objet ssi le sujet a droit d’accès exclusivement à des données que l’objet peut contenir INF6153

Treillis pour l’exemple précédent: catégories L’ensemble de tous les sous-ensembles des catégories précédentes forme un treillis pour la rélation dom : NUC, EUR, US NUC, EUR NUC, US EUR, US NUC EUR US ∅ INF6153

Treillis pour l’exemple précédent: Niveaux de sécurité (simplifié à 3 niveaux) TopSecret ≥ Secret ≥ Confidential INF6153

Note sur la direction des flèches Dans cette section, les flèches sont dans la même direction que la relation dom Mais si les flèches sont pour exprimer la relation de flux de données, elles doivent être en direction opposée! A peut envoyer des données à B ssi B à une autorisation au moins égale à celle de A Donc si B domine A INF6153

Treillis global Le treillis global pour notre exemple est le produit des deux treillis précédents Le produit de deux treillis est un treillis, donc le treillis global sera aussi un treillis Le ‘plus grand élément’ de ce treillis est: (TopSecret, {NUC, EUR, US}) (l’usager qui a accès à tout) Le ‘plus petit élément’ est: (Confidential, ∅) (l’usager qui n’a accès à rien) Le treillis a 3x8=24 éléments: Exercice: Énumérez-les! Ce treillis montre la direction du transfert des données permis dans l’organisation concernée INF6153

Le niveau supérieur et le plus bas … diagramme à compléter (TopSecret, {NUC, EUR, US}) (TopSecret,{NUC, US}) (TopSecret,{EUR,US}) (TopSecret,{NUC, EUR}) (TopSecret,{NUC}) (TopSecret,{EUR}) (TopSecret,{US}) (TopSecret, ∅) … (Confidential, ∅) INF6153

Exemple plus petit 2 niveaux et 2 catégories people.sabanciuniv.edu/levi/cs432/AccessControl.ppt Dessin refait par Amine Chiali INF6153

Matrice de contrôle d’accès correspondante (à compléter comme exercice: attention à la relation dom) objets Private,{pers, eng} Private,{pers} Private,{eng} Private,{} Private,{eng sujets INF6153

Matrice de contrôle d’accès correspondante (début de solution) objets Private,{pers, eng} Private,{pers} Private,{eng} Private,{} Public,{pers, eng} Public,{pers} Public,{eng} Public,{} R,W R W -- sujets INF6153

La taille du treillis global S’il y a C catégories, nous aurons à chaque niveau de sécurité 2C sous-ensembles de cet ensemble Si nous avons N niveaux, la taille totale du treillis sera donc N*2C INF6153

Treillis complet et non-complet Un treillis complet est un treillis dans lequel tout sous-ensemble a une borne supérieure et une borne inférieure Cette condition est très forte, et pas nécessaire normalement INF6153

Éléments vides Un treillis complet montre toutes les classifications possibles de sujets et objets dans une organisation qui définit ces niveaux et catégories, avec les relations entre elles En pratique, plusieurs de ces classifications pourraient être vides, dans le sens qu’aucun sujet ou objet n’y serait affecté On pourra donc montrer un treillis avec des nœuds manquants INF6153

Exemple de treillis incomplet Nous avons ici quatre niveaux de sécurité: TS, S, C, U et les catégories: A,K,L,Q,W,X,Y,Z. Ce treillis montre seulement les combinaisons considérées possibles dans ce cas d’étude. La plupart des catégories sont considérées seulement au niveau TS, et elles ne sont pas considérées du tout aux niveaux C et U. Le nombre max. possible de combinaisons est 1,024, mais en pratique seul. 21 sont utilisées dans cette organisation. Source: Sandhu, R.S.: Lattice-Based Access Control Models, Computer, 1993, 26 (11) pages 9-19 INF6153

Cas limites … On peut avoir des modèles dans lesquels il n’y a que des niveaux de sécurité Une seule catégorie, mais les règles de lecture-écriture à travers les niveaux doivent être respectées Nous pouvons aussi avoir des modèles où il n’y a que des catégorie Un seul niveau de sécurité, mais avec séparation de catégories un sujet autorisé à lire NUC pourrait ne pas être autorisé à lire EUR, etc. INF6153

Modèle Biba (pour l’intégrité) INF6153

Modèle Biba Dans BLP, le but est de permettre seulement le flux des données vers l’haut Pour la confidentialité Dans Biba, le but est permettre seulement le flux de données vers le bas Pour l’intégrité: éviter que les données situées en haut soient polluées par des sources inférieures : Ex typique: les employés ne peuvent pas changer les directives Autre exemple: un programme exécuté en haut serait plus fiable qu’un programme exécuté en bas BLP: Confidentialité Biba: Intégrité INF6153

Data can flow only downwards Autrement dit … Données très fiables Read up Write down No read down No write up … … Données peu fiables Data can flow only downwards INF6153

Propriétés Biba Biba est parfaitement dual par rapport à BLP: (propriété *, écriture,) Write down, No write up Un sujet à un niveau peut écrire sur un objet ssi le niveau de l’objet est inférieur ou égal au niveau du sujet (propriété simple, lecture) Read up, No read down Un sujet à un niveau peut lire un objet ssi le niveau de l’objet est supérieur ou égal au niveau du sujet Sans ceci des sujets pourraient acquérir des données au bas et les écrire à leur propre niveau, progressivement jusqu’aux niveaux les plus élevés INF6153

Biba: Permissions et interdictions essentiellement, opposé de BLP Très fiable Fiabilité moyenne Peu fiable S2 S2 O1 O1 S2 S2 Flux permis Flux défendus INF6153

Tableau de contrôle d’accès pour Biba Fichier Personnel = Fiabilité 3 Courriels = Fiabilité 2 Mémos = Fiabilité 1 Communiqués = Fiabilité 0 Johanne = 3 R, W W Kamel = 2 R Jocelyne = 1 Richard = 0 INF6153

Exercice Définir formellement Biba utilisant la fonction dom que nous avons utilisée pour les treillis. INF6153

Exécution de programmes BLP et Biba peuvent inclure des règles d’exécution de programmes, qui sont identiques aux règles de lecture Les programmes sont des ‘sujets’ qui appartiennent à des niveaux BLP: un sujet X peut exécuter un sujet Y ssi X≤Y Biba: un sujet X peut exécuter un sujet Y ssi X≥Y Dans les deux cas, un sujet ne peut pas augmenter ses possibilités de transférer en exécutant un programme P.ex. dans Biba le droit de Y de transférer les données vers l’haut n’excède pas le droit de X INF6153

Combinaisons et modèles reliés INF6153

Variations Politique: Les statistiques sont transférées du bas vers le haut, mais tous peuvent les lire Supposons qu’elles sont toujours créées au niveau le plus bas, donc tous peuvent les lire pour cette raison Ou sinon il faut penser à modifier la règle ‘simple’ Politique: Les directives sont transférées de haut vers le bas, mais tous peuvent les lire Si elles sont toujours créées au niveau le plus haut, donc tous peuvent les lire Ou sinon … comme dit avant INF6153

Antinomie Sécurité-Intégrité Selon BLP, les niveaux les plus sécuritaires sont les moins intègres … Car les informations flottent vers eux Selon Biba, les niveaux les plus intègres sont les moins sécuritaires Car les informations flottent loin d’eux On peut combiner les deux méthodes si on les applique à des catégories de données différentes INF6153

Combinaison BLP-Biba v. 1 BLP est un modèle de confidentialité, Biba est un modèle d’intégrité Les combiner carrément ensemble pour les mêmes données dans les mêmes niveaux conduit à une situation un peu particulière … INF6153

Combinaison BLP-Biba v. 2 BLP et Biba peuvent aussi être combinés à condition que chaque modèle s’applique à des catégories de données différentes Cas limites: Supposons que S soit un sujet de confidentialité maximale et d’intégrité minimale : il peut seulement lire des autres niveaux Supposons que S soit un sujet d’intégrité maximale et de confidentialité minimale : il peut seulement écrire dans les autres niveaux Voir Benantar ACS p.143 INF6153

Combinaison BLP-Biba v. 3 On pourrait aussi les combiner sur les mêmes catégories de données mais utilisant des niveaux différents P.ex. les données budgétaires d’une cie pourraient être publiques Mais leur intégrité est d’importance maximale Exercice: quels problèmes pourraient surgir et comment on pourrait penser à les résoudre? INF6153

Exercice Dans un système qui peut supporter tant BLP que Biba pour différentes catégories de données montrez comment on peut pallier à la difficulté que dans BLP ‘pur’ il est impossible de transmettre les ordres vers le bas Enfin, je viens de donner la réponse … INF6153

Modèle Lipner Le modèle de Lipner profite de la possibilité de combiner les deux modèles de confidentialité et d’intégrité Voir Bishop: Computer Security Sect. 6.3.2 Aussi info dans www INF6153

Modèle Clark-Wilson Une alternative au modèle Biba pour l’intégrité Mais plus complexe Se préoccupe surtout du problème de la cohérence mutuelle des informations (p.ex. dans la comptabilité) Basé sur les concepts de transactions bien formées et de séparation de droits Plusieurs règles assurent que les transactions soient exécutées de manière à préserver l’intégrité et la cohérence Informations disponibles dans la Toile et manuels INF6153

Composition de treillis (Bishop: Computer Security, Sect. 8. 1 Composition de treillis (Bishop: Computer Security, Sect. 8.1.1, figures prises de ce manuel) La composition de treillis ne sera probablement pas sujet de cours pour l’année 2018. Nous verrons s’il y aura temps plus tard. INF6153

Composition Pourquoi: Deux ensembles de fichiers sous l’autorité de deux administration différentes Un partage de données est souhaité Les politiques de chacune des deux administrations doivent être respectées conjointement Si un usager n’a pas le droit pour administration X ou Y, il ne doit pas l’avoir dans le système combiné INF6153

Composition de treillis Chacun des deux treillis représente les critères d’une administration différente Pour la composition, il faut établir des relations INF6153

Comment composer Observons que quelques étiquettes sont identiques LOW, EAST sont à gauche et à droite etc. Nous supposons qu’elles veuillent dire la même chose Quelques étiquettes sont différentes HIGH seulement à gauche, SOUTH seulement à droite etc, Nous pouvons établir des relations entre ces deux ensembles d’étiquettes INF6153

Relations entre étiquettes différentes Supposons que les catégories sont indépendantes Nous aurons donc trois catégories différentes EAST, WEST, SOUTH Supposons que LOW veuille dire la même chose et que les niveaux soient dépendants comme suit: LOW≤ S ≤ HIGH ≤ TS Quelques unes des relations résultantes: (S,{WEST}) indépendant de (HIGH,{EAST}) (HIGH,{SOUTH}) ≤ (HIGH,{EAST,SOUTH}) ≤(TS,{EAST,WEST, SOUTH}) INF6153

Exercice Dessiner le treillis composé entier Il n’est pas petit, car il y a quatre niveaux et trois catégories Mais faites les premiers niveaux INF6153

Cas de treillis indépendants 1 Il peut aussi arriver que les niveaux dans deux treillis soient indépendants, pas comparables Si on veut que des sujets ou objets puissent appartenir aux deux, chacun d’eux doit avoir deux étiquettes, une pour chaque système Ex: une personne qui travaille pour deux compagnies indépendantes: Il aura deux niveaux, un pour chacune des deux cies Donc, l’ensemble des niveaux dans le treillis résultant serait le produit cartésien des niveaux des deux treillis d’origine Un sujet ou objet aurait donc une paire de niveaux, p.ex. (HIGH, S) Les conditions d’accès sont déterminées par les conditions dans les deux treillis originaires INF6153

Exemple pour Cas de treillis indépendants Supposons une personne qui appartient tant à l’Armée Canadienne qu’à l’Armée des Nations Unies Il est Colonel dans la Canadienne, Major dans les NU Nous disons que son grade est: (Colonel, Major) Peut-il lire un document qui est considéré Secret dans l’Armée Canadienne, mais Confidentiel dans les NU? INF6153

Exemple pour Cas de treillis indépendants Supposons une personne qui appartient tant à l’Armée Canadienne qu’à l’Armée des Nations Unies Il est Colonel dans la Canadienne, Major dans les NU Nous disons que son grade est: (Colonel, Major) Peut-il lire un document qui est considéré Secret dans l’Armée Canadienne, mais Confidentiel dans les NU? Il peut le lire si, en tant que Colonel au Canada, il peut lire les informations sécrètes du Canada *ou*, en tant que Major, il peut lire les informations Confidentielles des NU La règle serait donc la plus faible des règles de toutes les organisations concernées! Mais une FAILLE de SÉCURITÉ pourrait résulter si puis la personne utilise les autorisations de son autre classification pour écrire les résultats ailleurs! Des règles différentes pourraient être imposées mais alors les deux treillis ne sont plus indépendants, ils deviennent reliés par des règles communes qui prennent en considération les deux classifications INF6153

Extensions et problèmes INF6153

Extensions de BLP BLP a été très étudié et des nombreuses extensions ont été proposées pour le rendre plus pratique ou pour l’adapter à fins différents Plusieurs extensions ont conduit à des failles, comme l’extension suivante dans laquelle on permet aux sujets de créer des objets et d’en changer le niveau INF6153

Concept de canal couvert Nous avons parlé de canaux indirects Passage de données indirect Peut être voulu, conforme aux politiques Un canal couvert au lieu est un passage données qui est utilisé pour contourner les politiques Storage channels Utilisent des données intermédiaires Timing channels Utilisent le délais de temps Pas traités dans ce cours INF6153

Canaux couverts dans BLP Utilisant les données S, sujet de bas niveau, S’ sujet de haut niveau Ils se mettent d’accord afin que S’ puisse passer un bit d’info à S, dans la manière suivante: S crée un nouveau objet O S’ peut changer ou non le niveau de O, le rendant inaccessible à S Quand S cherchera à lire O, il saura si S’ lui a dit ‘oui’ ou ‘non’ INF6153

Principe de tranquillité forte Les actions d’usager ne peuvent pas causer des changements de niveau de sécurité Changements peuvent être faits seulement par des administrateurs, dans l’espoir qu’ils comprennent les conséquences … En pratique, ceci est trop inflexible et certains changements peuvent être admis, avec précautions INF6153

Propriété de tranquillité faible Une action d’usager peut modifier les étiquettes de sécurité mais seulement d’une manière qui ne viole pas les normes de sécurité Exemple: High Water Mark Policy, ‘haute ligne de crue’ INF6153

Exercice (modèle dit de haute ligne de crue - high watermark) Cas 1: Un sujet X réussit à lire des données à un niveau supérieur Que pourrait-on faire par rapport à X pour continuer à protéger la confidentialité dans le système? Cas 2: Un sujet réussit à écrire sur des données Y à un niveau inférieur Que pourrait-on faire par rapport à Y pour continuer à protéger la confidentialité dans le système? Considérer la même idée par rapport à la protection de l’intégrité INF6153

Aspect discrétionnaire Les modèles treillis peuvent être combinés avec l’aspect discrétionnaire de DAC On peut ajouter à ces modèles une matrice de contrôle d’accès avec ses propres contraintes Supposons qu’un sujet X puisse lire ou écrire sur un objet Y selon les règles de BLP Il pourrait encore être incapable de le faire car la matrice de contrôle d’accès lui nie ce droit Cependant il est nécessaire de limiter fortement le droit du propriétaire de transférer ses droits Exercice: réfléchir sur ce point: quelles limites sont nécessaires? Ceci était partie de la formulation originaire du modèle BLP INF6153

Limites de BLP Les canaux cachés peuvent casser le modèle Permettant des lectures-écritures qui ne sont pas permises par le modèle Sinon, BLP est fiable quand le système est statique Défendu de créer des nouveaux sujets ou objets Défendu de changer de niveaux Ou quand il est administré de manière stricte: p.ex. Les changements de niveaux peuvent être faits seulement après des précautions particulières Un sujet qui passe à un niveau inférieur peut avoir stocké des données au niveau précédent et les rendre disponibles à son nouveau niveau Permettre seulement l’augmentation de niveau (high water mark) Il pourrait être peu pratique de structurer une organisation selon BLP ‘stricte’ INF6153

Notre simplification … (dans le chapitre Contrôle de flux) Pour simplifier, nous avons fait l’hypothèse que les sujets et les objets sont classifiés selon la même échelle Le cas général serait que les sujets et les objets peuvent être classifiés sur des échelles différentes, et qu’il y a des rélations ≤ entre catégories des sujets et catégories des objets La substance reste la même, cependant INF6153

Un modèle de sécurité théorique: La non-Interférence INF6153

Non-Interférence Le modèle de non-interférence représente une définition très stricte du concept de confidentialité Un système est vu comme une machine avec entrées et sorties Les entrées et sorties sont classifiées à niveaux Bas ou haut selon leur niveau de sécurité Un système respecte le critère de non-interférence ssi tout calcul pour des résultats de bas niveau est toujours indépendant des entrées d’haut niveau Les entrées d’haut niveau n’ont aucun effet sur le calcul des sorties de bas niveau Donc il n’y a aucune fuite de données de l’haut niveau vers le bas niveau INF6153

Cas concret Exemple dans lequel le principe de non-interférence est respecté: Supposons un programme qui, pour une personne, prend en entrée sa date de naissance, contenant: Le jour de son anniversaire (donnée publique) Son année de naissance (donnée confidentielle) Le programme peut être utilisé pour effectuer L’envoi automatique à tous d’un message public de souhaits Ceci doit être effectué sans donner aucune indication qui puisse faire connaître l’année de naissance Cette partie du programme ne devrait pas la lire L’envoi d’un message confidentiel lui annonçant sa date et conditions de retraite Tous les éléments de la date de naissance sont utilisés INF6153

Plus formellement Dénotons par hi une donnée d’haut niveau de sécurité bi une donnée de bas niveau Un calcul bj = F(h1, … ,hm, b1, …, bn) doit être une fonction de b1 … bn exclusivement doit être indépendent des valeurs de h1 … hn Tandis que un calcul hj = F’(h1, … ,hm, b1, …, bn) peut être une fonction de tous les arguments INF6153

Trop stricte ou non? Le critère de la non-interférence est trop stricte! Exemple: vérification d’un mot de passe Nous avons une fonction qui prend comme argument une donnée secrète (le mot de passe), une publique (le nom d’usager) et donne comme résultat une donnée publique (accepté ou non) Mais notez que dans ce cas le critère n’est pas vraiment erroné car utilisant les données publiques on peut dans des cas faciles trouver la donnée secrète Supposez que le mot de passe soit un seul bit … INF6153

Prise en compte du chiffrage L’idée de base du chiffrage est d’utiliser des fonctions F qui permettent de calculer bj = F(h1, … , hm, b1, …, bn) de manière que h1, … ,hm soient pratiquement impossibles à récupérer à partir de la valeur de bj , même s’ils ont été utilisés dans le calcul Donc le principe de non-interférence est violé, mais sans conséquences pratiques INF6153

BLP et non-interférence BLP respecte le critère de non-interférence seulement s’il est statique Sinon les canaux couverts sont possibles INF6153

Valeur du modèle de non-interférence Il paraît donc que le modèle de non-interférence est seulement de valeur théorique, comme exemple de définition « limite » du concept de confidentialité INF6153

Modèle Muraille de Chine Modèle Brewer-Nash INF6153

Muraille de Chine (Chinese Wall) Exemple d’une compagnie de consultation Peut avoir plusieurs clients en concurrence, p.ex. Nokia et Samsung Doit bloquer le transfert de données confidentielles entre les employés qui s’occupent de Nokia et les employés qui s’occupent de Samsung Après qu’un employé aura lu une donnée de Nokia, tout accès aux fichiers de Samsung devra être défendu et vice-versa Il est aussi nécessaire de bloquer les canaux couverts Cette politique est aussi appelée “Brewer and Nash” du nom de ses inventeurs INF6153

Structure Les entités (sujets et objets) sont organisées dans des classes de conflit d’intérêt {Nokia,Samsung} est une telle classe Autre exemple: Bank of America Citibank Bank of the W est Bank COI Class Shell Oil Union ’76 Standard Oil ARCO Gasoline Company COI Class INF6153 Figure d’un livre de M. Bishop

Autre vision Classes de conflit  Compagnies  Objets  Un sujet qui peut lire inf2 ne peut pas lire inf4 Il peut cependant lire dans les classes CI2 ou CI3 Pour éviter la fuite de données ce sujet ne peut écrire que dans Banque1 INF6153 Dessin de Sofiene Boulares

Besoins (confidentialité) Un sujet ne peut pas recevoir des données de deux organisations en conflit d’intérêt Ni directement ni indirectement (intégrité) Un objet ne peut pas recevoir des données de deux organisations en conflit d’intérêt S O Banque Royale Toronto-Dominion Banque Royale Toronto-Dominion INF6153

Concept d’”accès préalable” Les droits d’un sujet dépendent de ce que le sujet a déjà accédé précédemment P.ex. s’il a déjà lu des données d’une cie A en conflit d’intérêt avec B, il ne peut pas lire dans B Une lecture de données le place dans une classe de conflit d’intérêt, de laquelle il ne pourra pas sortir Évidemment en pratique on pourra admettre ceci, notamment après une longue période de temps … INF6153

Propriété simple (les ovales sont sujets, les rectangles objets, donc les flèches sont des lectures) Consultant Banque A \ Banque B Gaz A Auto A Suffisante? INF6153

Propriété * (les ovales sont sujets, les rectangles objets, donc les flèches sont des lectures ou écritures) Consultante A Banque A \ Auto A \ Consultante B Banque B Les consultantes qui ont déjà lu ne peuvent pas écrire dans bases de données différentes pour peur qu’elles transmettent des informations en conflit INF6153

Contraintes pour une implémentation (définition traditionnelle) (Propriété simple, lecture) Un sujet S peut lire un objet O ssi un des suivants est vrai: Tous les objets que S a déjà lu sont dans des classes de conflit différentes de celle de O S a déjà lu un objet dans la même compagnie (Propriété *, écriture) Un sujet S peut écrire un objet O ssi les deux suivants sont vrais: La propriété simple permet à S de lire O (pourquoi?) S peut lire seulement les objets de la même compagnie de O INF6153

Propriétés dérivées Pouvoir d’écriture très limité: Un sujet qui a déjà lu des objets d’une seule compagnie ne peut écrire que sur les objets de cette même cie Un sujet qui a déjà lu des objets de plus d’une compagnie ne peut plus écrire sur aucun objet Même si les cies ne sont pas en conflit INF6153

Pourquoi limiter le pouvoir d’écriture Alice peut lire des objets dans la Banque Royale et Shell (dans classes de conflit différentes) Bob peut lire Banque Desjardins et Shell (OK pour propr. simple) Si Bob pouvait écrire sur Shell, il pourrait transférer des données de Desjardins à Alice Alice Sinon, les infos de BDesj pourraient se trouver dans Shell ShellOil B Roy B Desj \ Bob INF6153

Empêcher fuites indirectes Cette contrainte limite beaucoup l’utilité de ce modèle mais elle ne peut pas être évitée Supposons qu’on ajoute la règle que S peut écrire sur O seulement si aucun sujet en conflit avec la cie de O ne peut y lire La fuite peut encore se vérifier par l’entremise de Carole! Alice Les infos de BanqueDesj peuvent se trouver dans Honda Shell Honda B Roy B Desj Bob Carole INF6153

Contrainte additionnelle? On peut renforcer la propriété simple comme suit: Un sujet S peut accéder (=lire ou écrire) à un objet O ssi un des suivants est vrai: Tous les objets que S a déjà accédé sont dans des classes de conflit différentes de celle de O S a déjà accédé à un objet dans la même compagnie Cette contrainte assure une propriété d’intégrité additionnelle: Empêche qu’un sujet puisse écrire dans deux objets dans la même classe de conflit P.ex. sans cette contrainte Alice pourrait écrire dans les bases de données de deux banques des données différentes pour aider l’une et nuire à l’autre Alice ? Banque1 Banque2 INF6153

Flux de données On voit que dans CW les données peut être transférées seulement entre objets d’une même compagnie Le transfert est impossible entre sujets de cies différentes, même si elles sont dans des classes différentes de conflits INF6153

Contrainte excessive! Il est clair que la propriété * est trop restrictive Voir le modèle développé dans mes diapos sur le contrôle de flux, qui est moins restrictif Il s’agit de ‘marquer’ un sujet ou un objet en fonction des données qu’il aurait pu acquérir à cause de ses permissions dans le passé Cependant dans cette manière on ne respecte pas la ‘contrainte additionnelle’ mentionnée INF6153

Objets désinfectés Le modèle admet que n’importe qui peut faire accès à des objets ‘désinfectés’, où les données critiques ont été éliminées ou déguisées P.ex. des statistiques sans noms de personnes etc. ‘Sanitized’ information INF6153

Succès de CW Malgré ses limites, le CW ou des mécanismes semblables sont prescrits dans des lois ou règlements sur la comptabilité et la finance Sandhu a justement observé que les limitations de CW pourraient être difficiles à appliquer pour des usagers physiques, mais elles peuvent être facilement appliquées aux processus informatiques et bases de données Il suffit de les étiqueter selon les données acquises INF6153

Application du modèle treillis Le modèle treillis peut être appliqué aussi au CW, mais ceci est laissé à vos lectures INF6153

Exercice Montrer comment le modèle CW peut être utilisé pour empêcher les Chevaux de Troie INF6153

Exercice Représenter les diagrammes précédents comme matrices de contrôle d’accès INF6153

LBAC: Étiquettes de sécurité méthode qui combine des éléments de DAC et MAC Myers et Liskov 1997 http://www.cs.cornell.edu/andru/papers/iflow-Sosp97/ (les figures sont prises de cet article) INF6153

Modèle des étiquettes de sécurité (LBAC: Label-based Access Control) Idée: Alice a un dossier A de photos, elle ne veut pas qu’il soit jamais lu par son patron Une étiquette avec cette restriction accompagnera en permanence le dossier A, même s’il est recopié ou modifié Bob a un dossier B de photos, il ne veut pas qu’il soit lu par son père Pareillement, le dossier B aura une étiquette indiquant ce fait Si un nouveau dossier C est produit qui contient des photos provenant de A et B Le dossier C est automatiquement étiqueté qu’il ne peut être lu ni par le patron d’Alice ni par le père de Bob (conjonction des contraintes) INF6153

Déclassement Jusqu`à ce point, les dossiers peuvent devenir seulement de plus en plus difficiles à accéder Ce modèle prévoit qu’un dossier puisse être déclassifié par le propriétaire ou par des agents fiés (trusted agents) P.ex. Alice et Bob ensemble décident que toutes les photos ‘délicates’ ont été enlevées et que C peut être étiqueté ‘public’. Ou il peuvent reconnaître un tiers comme agent fié qui peut déclassifier le fichier C INF6153

Exemple d’hôpital p: p,H : le propriétaire est le patient et les données peuvent être lues par le patient ou l’hôpital Data extractor: agent fié: nettoie les données des infos privées et les rend dispos aux chercheurs R R deviennent propriétaires et peuvent déclassifier le résultat de leur analyse Aucune restriction INF6153

Exemple de banque La banque répond à plusieurs requêtes des clients. Le propriétaire des requêtes est le client mais la banque peut les voir aussi L’agent fié T génère des totaux pour la banque et le résultat est visible seulement par la banque Le propriétaire est un client spécifique Ci et tant le propriétaire que la banque peuvent le lire INF6153

Concepts utiles de LBAC Étiquettent qui disent qui est le propriétaire et qui sont les sujets autorisés à lire (v. DAC et MAC) Les étiquettes sont utilisées pour composer les contraintes au fur et à mesure que les données sont combinées et augmentent d’importance Les propriétaires peuvent changer les étiquettes de leurs données pour les passer à autres (v. DAC) Les agents fiés peuvent nettoyer les données et en conséquence les déclassifier et changer les autorisations INF6153

Exercice: Le déclassement et la non-interférence Nous avons fait l’exemple de la vérification du mot de passe pour montrer que le modèle de la non-interférence pourrait être trop stricte Réfléchir sur comment le concept de déclassement peut résoudre ce problème INF6153

Considérations Une idée qui a été bien étudiée en théorie mais qui a peu été exploitée en pratique Se préoccupe surtout de l’aspect ‘protection de la vie privée’ Nous avons vu seulement des exemples de ‘lecture’ Aura un futur … INF6153

Conclusion sur les modèles MAC et LBAC Ces modèles proposent des méthodes rigoureuses pour la protection des données Incluant le contrôle de flux des données Au delà du simple accès aux données Leurs principes ont été très étudiés et implémentés dans nombreux systèmes Cependant pour être vraiment pratiques, ces méthodes doivent subir des exceptions Ce qui ouvre des failles … Nous verrons que des méthodes plus sophistiquées comme RBAC, ABAC … ne se préoccupent pas du contrôle de flux Ce qui peut ouvrir des failles d’autres types INF6153

Quelques champions … David Elliott Bell Len La Padula Dorothy Denning Barbara Liskov Kenneth Biba TCSEC ou Orange Book, 1985 INF6153

Curiosité historique D’où vient le nom de la propriété * ? Dans un écrit, David Bell a expliqué qu’il avait inventé le nom * pour discussion, et il avait dit à ses collègues qu’il fallait trouver rapidement un meilleur nom, sinon le nom serait resté … il est resté … Morale: cherchez à faire tout bien la première fois … Évidemment une terminologie beaucoup meilleure serait d’appeler La propriété simple: propriété de lecture La propriété * : propriété d’écriture INF6153