Biba モデルは、コンピュータ セキュリティの分野で重要な柱となっています。考案者の Kenneth J. Biba にちなんで名付けられたこのモデルは、データの整合性に重点を置いたコンピュータ セキュリティ ポリシーの正式な状態遷移システムです。機密性を優先する他のモデルとは異なり、Biba モデルは情報の正確性を維持し、不正なデータ変更を防止することに重点を置いています。
ビバモデルの誕生と最初の言及
Biba モデルは、1977 年に Kenneth J. Biba によって「安全なコンピュータ システムの整合性に関する考慮事項」という論文で初めて提案されました。このモデルは、マサチューセッツ工科大学 (MIT) での Biba の研究の成果であり、そこで彼はコンピュータ セキュリティにおけるデータ整合性の重要性を特定しました。
このセキュリティ モデルは、データの機密性に主眼を置く Bell-LaPadula モデルに対抗するものとして、導入当時は画期的なものでした。一方、Biba モデルは、データの整合性の問題に対処するために特別に設計されています。
ビバモデルを理解する
Biba モデルは、システム内のデータの整合性を保護するためのガイドラインまたはポリシーのセットです。このモデルは、単純な整合性プロパティと *- (星) 整合性プロパティという 2 つの基本原則に基づいています。
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シンプルな整合性プロパティ: 「下位読み取り禁止」ルールとも呼ばれるこのプロパティは、特定の整合性レベルのサブジェクトが、それより低い整合性レベルのオブジェクトを読み取ることができないことを規定します。これにより、不正確なデータや破損したデータが、整合性の高いデータを汚染するのを防ぎます。
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スターインテグリティプロパティ: 多くの場合「書き込み禁止」ルールと呼ばれるこのプロパティは、特定の整合性レベルのサブジェクトが、より高い整合性レベルのオブジェクトに書き込むことを禁止します。このルールは、個人がより高い整合性レベルのデータを変更して権限を昇格するのを防ぐのに役立ちます。
これらの原則は Biba モデルの基礎として機能し、機密性や可用性よりもデータの整合性の維持に重点を置いています。
ビバモデルの内部構造
Biba モデルでは、整合性レベルはサブジェクト (ユーザーやプロセスなどのアクティブなエンティティ) とオブジェクト (ファイルやディレクトリなどのパッシブなエンティティ) の両方に割り当てられます。これらの整合性レベルは、特定のサブジェクトが特定のオブジェクトにアクセスできるかどうかを判断するために使用されます。
サブジェクトがオブジェクトを読み取ったり、オブジェクトに書き込んだりしようとすると、Biba モデルは 2 つの原則を使用して、操作が許可されるかどうかを判断します。このモデルは、低い整合性レベルから高い整合性レベルへの情報の流れを防ぎ、システムのデータの整合性を維持します。
Bibaモデルの主な特徴
Biba モデルの主な特徴は、データの整合性と非裁量的なアクセス制御に重点を置いていることです。これには次のものが含まれます。
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データの完全性の維持: Biba モデルは、データの不正な変更を防ぎ、情報の正確性と信頼性を確保するように設計されています。
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不正な権限昇格の防止: Biba モデルでは、「書き込み禁止」ルールにより、対象者がシステム権限を高める可能性のある方法でデータを変更することを防ぎます。
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データ破損からの保護: 被験者が整合性の低いデータを読み取れないようにすることで、モデルは整合性の高いデータを潜在的な汚染から保護します。
ビバモデルのバリエーション
Biba モデルには、主に 3 つの実装があります。
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厳格な誠実性ポリシー: この実装では、シンプル整合性プロパティとスター整合性プロパティの両方が厳密に適用されます。この厳格な適用により、データの整合性は最大限に高まりますが、システムの使いやすさが制限される可能性があります。
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低水準ポリシー: このより柔軟なアプローチでは、システムの現在の整合性レベルを、対象者が読み取った最も低いオブジェクトの整合性レベルまで下げることができます。このアプローチでは、整合性違反の可能性を犠牲にして、使いやすさが向上します。
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リングポリシー: この実装では、システムは整合性レベルに基づいてリングに分割されます。ユーザーは、自分のリングまたは現在のレベルより下のリングにのみ書き込みでき、自分のリングおよびそれより上のリングから読み取ることができます。
それぞれの実装では、厳密なデータ整合性とシステムの使いやすさの間でトレードオフが提供され、それらの選択はシステムの特定のニーズによって異なります。
Biba モデルの適用: 課題と解決策
Biba モデルは主に、データの整合性が最も重要となる状況で使用されます。従来のデスクトップ コンピューティング、サーバー ベースのコンピューティング、クラウド環境など、あらゆるコンピューティング環境で使用できます。
ただし、他のモデルと同様に、Biba モデルにも課題があります。たとえば、データの整合性を厳格に遵守すると、システムの使いやすさが制限されたり、正当なデータ変更が妨げられたりする可能性があります。また、Biba モデルでは、特定の環境では重大な問題となる可能性があるデータの機密性や可用性には対処していません。
これらの課題の解決策として、通常、Biba モデルを、その限界に対処する他のモデルやコントロールと組み合わせて使用することが挙げられます。たとえば、Clark-Wilson モデルを Biba モデルと併用すると、適切なデータ機密性を確保できます。
Bibaモデルと類似モデルの比較
Biba モデルは、Bell-LaPadula モデルや Clark-Wilson モデルなどの他のセキュリティ モデルとよく比較されます。以下に簡単な比較を示します。
| モデル | 主な焦点 | 原理 |
|---|---|---|
| ビバ | データの整合性 | 読み上げなければ、書き上げもできない |
| ベル・ラパドゥラ | データの機密性 | 書き留めず、読み上げず |
| クラーク・ウィルソン | データの完全性と機密性 | 認証と施行規則 |
各モデルには長所と短所があり、多くの場合、それらを組み合わせて使用することで包括的なデータ セキュリティを実現できます。
ビバモデルに関する将来展望
デジタル システムの複雑さが増し、データの整合性が重視されるようになると、Biba モデルの関連性が高まることが予想されます。基本的にデータの整合性に依存するブロックチェーンなどの分散型台帳技術のコンテキストでは、Biba モデルの原則が新たな用途に応用される可能性があります。
さらに、デバイス データの整合性が重要となるモノのインターネット (IoT) の導入が進むにつれて、Biba モデルの原則は、そのような環境でデータの整合性を維持するためのガイドとして役立ちます。
プロキシサーバーとBibaモデル
プロキシ サーバーは主に、他のサーバーのリソースを求めるクライアントからのリクエストを仲介する役割を担うため、データの機密性を扱うことがよくあります。ただし、処理するデータの整合性を確保する上で、Biba モデルの原則を活用することもできます。
たとえば、プロキシ サーバーは Biba モデルのバリアントを実装して、クライアントに返されるデータが送信中に改ざんされていないことを保証できます。これは、キャッシュされたデータの整合性を維持することが重要であるため、プロキシ サーバーがデータのキャッシュに使用されるシナリオで特に役立ちます。
関連リンク
Biba モデルの詳細については、次のリソースを参照してください。
- 「安全なコンピュータシステムの整合性に関する考慮事項」 – ケネス・J・ビバによるオリジナル論文
- ビバモデル – 米国国立標準技術研究所 (NIST) の用語集エントリ
- コンピュータセキュリティ – Biba モデルを含むコンピューター セキュリティに関する包括的な記事 (ScienceDirect)。
