Clark-Wilson model
David Clark e David Wilson
1987
Prof.
Stefano Bistarelli
Modelli sulla sicurezza
FOCUS: integrità e confidenzialità
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Confidenzialità: protezione dei dati da utenti non
autorizzati, concerne anche la possibilità che utenti
autorizzati passino le informazioni a utenti non
autorizzati
Ambiente militare
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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 commerciale
Clark-Wilson
Minimo di sicurezza richiesto
da un IS
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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.
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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.

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Il principio della separazione dei compiti
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
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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 formale
Set di dati
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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
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IVP: set di “integrity verification procedures”
Funzioni che verificano se un determinato
set di dati “CDI” soddisfa determinati vincoli di
integrita’
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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C3: la relazione “permessa” deve supportare il principio della separazione
dei compiti.
La relazione “permessa” deve essere certificata.
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C4: Tutti i TP devono aggiungere sufficienti informazioni al CDI per poter
ricostruire l’operazione.
Questo CDI è il log
Il 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.
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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
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Relazioni autorizzazioni statiche
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Statica separazione dei compiti
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Autorizzazione sono centralizzate in un
amministratore della sicurezza
Bibliografia
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Secure database development and the ClarkWilson 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 ClarkWilson security policy in the internet
environment
• Prof. Gustaff Neumann

DBMS
• Enciclopedia Wikipedia