Full-stack confidentiality cost modeling for cloud computing

Abstract

A adoção de princípios de segurança em sistemas computacionais de nuvem é uma demanda crescente para diversas instituições, incluindo empresas e mesmo agências governamentais. A confidencialidade é o princípio de segurança que visa garantir acesso restrito à informações sensíveis. Esse princípio utiliza protocolos, métodos de autenticação e algoritmos de criptografia que demandam recursos computacionais, impactando tanto de usuários quanto de provedores. Pela natureza de precificação sob demanda dos provedores de nuvem, adicionar mecanismos de segurança para aplicações altera os custos totais dos serviços podendo até inviabilizar a adoção de computação em nuvem por algumas aplicações. Na intenção de mapear a adoção de confidencialidade em ambientes computacionais de nuvem, deve-se considerar a utilização de criptografia nos seus três principais eixos: (a) na comunicação em redes públicas; (b) no armazenamento de dados em serviços terceirizados; e (c) no processamento de dados em ambientes virtualizados e compartilhados. Quando aplicado nesses três eixos, o princípio de confidencialidade promove um ambiente com um maior nível de segurança permitindo que usuários usufruam dos benefícios da computação em nuvem, mesmo que possuam estritos requisitos de confidencialidade. No entanto, o custo de se adicionar confidencialidade nos serviços dos usuários em um ambiente de computação em nuvem deve ser estimado para dar suporte aos administradores tomarem decisões sobre suas aplicações. Considerando esse cenário, este trabalho propõe (i) um projeto de níveis de confidencialidade para computação em nuvem; e (ii) uma modelagem do custo do princípio de confidencialidade para os eixos comunicação, armazenamento e processamento. Considera-se também que esses eixos podem ser combinados para aumentar os níveis de segurança da aplicação do usuário. Os resultados preditos pela modelagem podem ser utilizados para redimensionar os recursos na nuvem, recalcular os custos da aplicação ou mesmo ajudar na tomada de decisão na escolha de provedores. Na avaliação do modelo feita neste trabalho, utilizou-se um benchmark para simulação de um ambiente de e-commerce onde foi possível predizer a sobrecarga dos mecanismos de segurança, por exemplo criptografia AES e busca em banco de dados encriptados, com uma precisão próxima a 95%.