ES2327310B1 - Metodo para la proteccion de plataformas de computacion frente a ataques externos de repeticion de agentes moviles y sistema de plataformas de computacion protegidas. - Google Patents
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Abstract
Método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles y sistema de plataformas de computación protegidas.
La presente invención concierne, en un primer
aspecto, a un método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles identificados mediante marcadores de trayecto o
identificadores de agente, y en particular a un método que comprende
utilizar unas entidades de autorización para generar nuevos
marcadores de trayecto que permiten que el agente móvil pueda
migrar y ser re-ejecutado legalmente en una misma
plataforma un número de veces determinado dinámicamente en tiempo
de ejecución. Un segundo aspecto de la invención concierne a un
sistema de plataformas de computación protegidas frente a ataques
externos de repetición de agentes móviles, y adaptado para aplicar
el método propuesto.
Description
Método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles y sistema de plataformas de computación protegidas.
La presente invención concierne, en un primer
aspecto, a un método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles identificados mediante marcadores de trayecto o
identificadores de agente, y en particular a un método que
comprende utilizar unas entidades de autorización para generar
nuevos marcadores de trayecto que permiten que el agente móvil
pueda migrar y ser re-ejecutado legalmente en una
misma plataforma un número de veces determinado dinámicamente en
tiempo de ejecución.
Un segundo aspecto de la invención concierne a
un sistema de plataformas de computación protegidas frente a
ataques externos de repetición de agentes móviles, y adaptado para
aplicar el método propuesto.
Los agentes móviles pueden proporcionar
múltiples beneficios en el desarrollo de aplicaciones distribuidas,
pero su utilización también supone amenazas de seguridad.
Diferentes investigaciones en el campo de la tecnología de agentes
móviles han identificado y solucionado algunas de las cuestiones
relacionadas con la seguridad que suponían una de dichas amenazas,
pero aún existen muchas que permanecen sin resolver, tal como se
indica en el artículo de J. Zachary "Protecting Mobile Code in the
Wild" Internet Computing, IEEE, vol. 7. No. 2, págs.
78-82, 2003.
La mayor parte del trabajo de investigación
llevado a cabo respecto a la seguridad de los agentes móviles está
concentrado en el problema que presentan las plataformas
maliciosas, ya que las plataformas tienen un control completo sobre
la ejecución del agente, y pueden por tanto hacer casi cualquier
cosa con el código o datos del agente. Por ello se considera que
conseguir una solución completa es una tarea imposible. Sin
embargo, varios problemas pueden ser mitigados. Por ejemplo, aunque
a pesar de que no puede evitarse que las plataformas manipulen los
resultados generados por la ejecución actual del agente en las
mismas, sí que puede evitarse que las plataformas manipulen de
manera no autorizada los resultados generados por el agente en
otras plataformas.
La mayoría de soluciones propuestas en la
protección de los agentes móviles frente a las plataformas
maliciosas intentan proporcionar una solución genérica que cubra
tantas amenazas de seguridad como sea posible, en general sin poner
la solución en práctica en ninguna aplicación real. Por otra parte,
la mayoría de aplicaciones reales basadas en agentes no tienen en
cuenta la seguridad. Esta es probablemente la razón debido a la
cual algunas propuestas en seguridad de agentes móviles han fallado
a la hora de considerar algunos escenarios específicos donde sus
soluciones pueden no ser válidas. Más específicamente, las
soluciones presentadas para algunos ataques de repetición de
agentes han fallado a la hora de considerar escenarios donde el
agente tenga que recorrer un bucle que contenga un número
determinado de plataformas un número de veces indeterminado (ver
documento de Y. Y. Tsipenyuk, "Detecting External Agent Replay
and State Modification Attacks", Master's thesis. University of
California, 2004).
Los ataques de repetición de agente pueden ser
clasificados en dos categorías diferentes (ver el artículo de B.
Yee. "Monotonicity and partial results protection for mobile
agents", en "Proceedings of the 23rd Int. Conf. on Distributed
Computing Systems. IEEE Computer Society", 2003, págs.
582-591):
- \bullet
- Ataques de repetición internos: Estos ocurren cuando el agente es ejecutado en el interior de una sola plataforma utilizando diferentes entradas, con el fin de obtener diferentes respuestas y sacar conclusiones sobre su comportamiento.
- \bullet
- Ataques de repetición externos: Estos son ejecutados por plataformas maliciosas mediante el reenvío del agente a otra plataforma, haciendo así que el agente reejecute parte de su itinerario.
Los ataques de repetición internos son
imposibles de evitar porque la plataforma tiene un control total
sobre la ejecución, y siempre puede reiniciar al agente a su estado
de llegada. Los ataques externos, al contrario, pueden ser evitados
si las plataformas mantienen un registro de los agentes ejecutados
previamente.
El problema de las soluciones actuales contra
los ataques externos de repetición (las cuales se describirán
posteriormente) es que éstas no permiten que un agente sea
ejecutado n veces en la misma plataforma, especialmente si n es
determinado en tiempo de ejecución. Sin embargo, el itinerario del
agente a menudo contiene recorridos de ida y vuelta que requieren
que la misma plataforma sea visitada varias veces. Así, las
soluciones actuales fuerzan a los programadores a sacrificar parte
de la flexibilidad inherente a los itinerarios de los agentes
móviles.
Los ataques de repetición han sido considerados
tradicionalmente como una forma de ataques de red (ver artículo de
J. Zachary "Protecting Mobile Code in the Wild" Internet
Computing, IEEE, vol. 7. No. 2, págs. 78-82, 2003).
Estos están basados en la captura de algunos de los mensajes
intercambiados entre dos entidades y su reenvío posterior. Estos
ataques son llevados a cabo en general durante procesos de
autorización o de ejecución de protocolos de intercambio de claves,
con el fin realizar, por ejemplo, ataques de suplantación de
identidad.
Los mecanismos tradicionales utilizados para
prevenir los ataques de repetición están basados en la utilización
de "nonces" (números utilizados una sola vez), sellos de
tiempo, fichas (tokens) de sesión o cualquier otra clase de
información que permita a las entidades vincular sus mensajes a la
ejecución del protocolo actual (T. Aura, "Strategies against
Replay Attacks" in Proceedings of the Computer Security
Foundations Workshop. IEEE Computer Society, 1997, págs.
59-68).
Por ejemplo, un intercambio HTTP entre un
explorador web y un servidor puede incluir una ficha de sesión que
identifique únicamente la sesión de interacción actual. La ficha es
enviada en general como una "cookie" http, y es calculada
aplicando una función "hash" a los datos de la sesión, a las
preferencias del usuario, etc.
Los sistemas de agentes móviles también están
expuestos a ataques de repetición tradicionales. Cualquier
comunicación entre dos agentes, o dos plataformas, o un agente y
una plataforma está expuesta a esta clase de ataques. Para combatir
esta clase de ataques, mecanismos tradicionales como los mencionados
previamente (basados en "nonces" o fichas de sesión) pueden
ser utilizados.
El documento de patente EP1879323 propone un
método para proteger los datos y el itinerario de un agente móvil
enviado desde un primer servidor a través de una red a la que están
conectados una pluralidad de servidores. Se propone que los datos y
el itinerario previstos para cada uno de los servidores a los cuales
el agente móviles debe visitar siguiendo su itinerario programado,
se encripten juntos en una estructura anidada, con un número de
elementos igual al número de servidores a visitar, de manera que
cada uno de dichos servidores pueda acceder únicamente, mediante la
desencriptación correspondiente, a los datos previstos para él y a
una sección del itinerario, respectivamente. En dicho documento se
propone, con el fin de evitar ataques de repetición tradicionales,
la utilización de "nonces", firmas digitales, claves públicas
y privadas, funciones envoltorios, tales como funciones "hash",
etc.
Los sistemas de agentes móviles están también
expuestos, además de a los ataques de repetición tradicionales, a
ataques de repetición de agente. Los ataques de repetición de
agente no están basados en repetir un mensaje enviado por la red,
sino en reejecutar un agente que ya había sido ejecutado
previamente en una plataforma. Además, estos ataques no son
realizados por atacantes externos, sino por las plataformas de
agente que forman parte del itinerario del agente. Tal y como se ha
dicho anteriormente los ataques de repetición de agente pueden ser
divididos en dos clases: ataques de repetición internos y ataques
de repetición externos.
Los ataques de repetición internos ocurren
cuando una plataforma deshonesta ejecuta repetidamente un agente
aplicándole las mismas o diferentes entradas cada vez. Una
plataforma puede ejecutar un agente múltiples veces con el fin de
entender su comportamiento, o hasta que la salida deseada sea
obtenida. Esta clase de ataques es también conocido como
"blackbox testing" (F. Hohl, "Time Limited Blackbox Security:
Protecting Mobile Agents From Malicious Hosts", in Mobile Agents
and Security, ser. Lecture Notes in Computer Science. Springer
Verlag, 1998, vol. 1419, p. 92), y en general es llevado a cabo
cuando el código del agente ha sido protegido utilizando alguna
técnica de ofuscación.
Esta clase de ataques se llevan a cabo en el
interior de una sola plataforma, y no pueden ser observados
externamente por ninguna otra entidad. Incluso si el agente
intentase registrar todas sus acciones en un servicio de
monitorización externo, el entorno de ejecución podría todavía
interferir con estas comunicaciones externas, y dirigir los
mensajes hacia un receptor incorrecto, o alterar los contenidos de
los mensajes, etc. Además, los intentos del agente de almacenar su
información de estado en una entidad externa segura podrían ser
fácilmente evitados por parte de plataformas maliciosas mediante la
alteración de la ejecución del agente. En la práctica, los ataques
de repetición internos son imposibles de prevenir o detectar (B.
Yee. "Monotonicity and partial results protection for mobile
agents", en "Proceedings of the 23rd Int. Conf. on Distributed
Computing Systems. IEEE Computer Society", 2003, págs.
582-591).
582-591).
Los ataques de repetición externos ocurren
cuando una plataforma deshonesta hace migrar a un agente hacia una
plataforma remota, sin que esta migración esté definida en el
itinerario del agente. Esta clase de ataque es especialmente difícil
de combatir, ya que es difícil distinguir entre una migración legal
del agente hasta su siguiente destino y una migración repetida que
el agente no tenía intención de llevar a cabo. Por ejemplo,
suponiendo que el itinerario del agente incluya una migración desde
una plataforma A a una B, entonces la plataforma A está autorizada a
enviar agentes a la plataforma B, y el agente también está
autorizado a ser ejecutado en la plataforma B. Como resultado,
ningún mecanismo de autenticación puede ser utilizado para prevenir
que la plataforma A reenvíe maliciosamente al agente a la plataforma
B múltiples veces.
Con el fin de proporcionar una solución a este
problema, Yee ("Monotonicity and partial results protection for
mobile agents" en "Proceedings of the 23rd Int. Conf. on
Distributed Computing Systems. IEEE Computer Society", 2003,
págs. 582-591) sugiere considerar un ataque de
repetición como una transición de estado ilegal. Cada plataforma
dentro del itinerario implementa un algoritmo de detección de
inconsistencias en transiciones de estado (STID), el cual es capaz
de determinar cuándo una migración desde una plataforma hasta otra
es una transición ilegal. El problema de este enfoque es que las
plataformas deben ser conscientes de cuales son las transiciones de
estado ilegales de cada agente ejecutado. Además, las transiciones
de estado ilegales pueden ser identificadas erróneamente si el
agente está ejecutando un bucle en el que la misma plataforma es
visitada repetidamente.
\newpage
Otros trabajos referentes a la protección de
agentes móviles contra plataformas maliciosas sugieren la
utilización de marcadores de trayecto para prevenir ataques de
repetición. Algunos de tales trabajos son los expuestos en los
siguientes documentos:
- "Methods for Protecting a Mobile Agent's
Route", en "Proceedings of the 2nd Int. Information Security
Workshop (ISW '99), ser. Lecture Notes in Computer Science",
vol. 1729. Springer-Verlag, 1999,
págs. 57-71, de los autores D. Wcsthoff, M.
Schneider, C. Unger, y F. Kaderali;
- "On the problem of trust in mobile agent
systems", en "Proceedings of the Symposium on Network and
Distributed System Security". Internet Society.
1998, de U. G. Wilhelm, S. Staamann, y L.
Buttyan;
- "A Secure Route Structure for Information
Gathering Agent" en "Proceedings of the 3rd Pacific Rim Int.
Workshop on Multi-Agents: Design and Applications of
Intelligent Agents, ser. Lecture Notes in Artificial
Intelligence", vol. 1881. Springer-Verlag,
2000, pp. 101-114, de T. Li, C. Y.
Seng y K. Y. Lam;
- "Mobile Agent Protection With Data
Encapsulation And Execution Tracing", Ph.D. dissertation. The
Florida State University. 2003, de A. Suen;
- "Protecting Mobile Agent Itineraries", en
"Mobile Agents for Telecommunication Applications (MATA). ser.
Lecture Notes in Computer Science", vol. 2881. Springer
Verlag, 2003, pp. 275-285, de J.
Mir and J. Borrell; y
- "A Novel Solution of Mobile Agent Security:
Task-Description-Based Mobile
Agent", "IJCSNS International Journal of Computer Science
and Network Security", vol. 6, no. 2B, pp.
121-125, 2006, de los autores H. Che,
D. Li, J. Sun. and H. Yu.
Un marcador de trayecto es un identificador del
agente que debe ser almacenado por las plataformas, de manera que
así puedan detectar e impedir futuros intentos de reejecución del
mismo agente. De nuevo, el problema de estas soluciones es que no
tienen en cuenta el caso donde el itinerario del agente incluya una
o más plataformas que deban ser visitadas más de una vez. Como
resultado, una reejecución legal del agente en la misma plataforma
puede ser malinterpretada como un ataque de repetición.
Estos aspectos fueron identificados en el
artículo "Protecting Mobile Agent Loops", en "Mobility Aware
Technologies and Applications, ser. Lecture Notes in Computer
Science", vol. 3744. Springer-Verlag, 2005, págs.
74-83, por J. Cucurull, J. Ametller, J. A.
Ortega-Ruiz, S. Robles, y J. Borrell, los cuales
propusieron una solución basada en la inclusión de contadores
dentro del marcador de trayecto del agente. A cada plataforma le es
asignado un contador diferente, el cual indica el número máximo de
veces que un agente puede ser ejecutado en una plataforma. Las
plataformas mantienen un registro de qué agentes han sido
ejecutados, y el número de veces que lo han sido. Antes de iniciar
la ejecución de un agente, las plataformas verifican que el número
de veces que el agente ha sido previamente ejecutado no exceda el
número de ejecuciones permitidas registrado en el marcador de
trayecto del agente.
El problema de esta propuesta, sin embargo, es
que el número de veces que una plataforma dada puede ser visitada
debe ser conocido de antemano, cuando se crea el itinerario del
agente, de manera que esta información pueda ser introducida dentro
del marcador de trayecto del agente. En consecuencia, esta propuesta
no permite que el agente decida dinámicamente cuantas veces será
visitada una plataforma dada.
Algunos de los trabajos propuestos para evitar
que el agente sea ejecutado en más de una ocasión se han basado en
preservar la denominada "propiedad de ejecución única"
("exactly-once execution property"). En general
esta propiedad se tiene en consideración cuando se diseñan
mecanismos de tolerancia a fallos para agentes móviles. Asegurar
dicha propiedad implica que, cuando el agente se ha enviado a
realizar una tarea determinada: en primer lugar, la tarea será
finalmente ejecutada, independientemente de posibles fallos en la
plataforma o en sus comunicaciones; y en segundo lugar que la tarea
no será realizada más de una vez.
Las soluciones presentadas para asegurar la
propiedad de ejecución única están basadas en la utilización de
entidades externas que monitorizan la ejecución del agente. Cuando
un fallo impide que el agente continúe su itinerario, otro agente es
enviado para reanudar la ejecución en el punto que el agente
original la dejó. El problema de estas soluciones es que las
comunicaciones entre el agente y el sistema de monitorización
producen una cantidad considerable de tráfico de red. Además, estos
protocolos reducen severamente la autonomía del agente, debido a que
el agente tiene que interactuar constantemente con la entidad de
monitorización. Así, sacrifican una de las mayores ventajas
asociadas con el uso de tecnología de agentes móviles.
En resumen, no se conoce ninguna solución
presentada hasta ahora contra los ataques de repetición que permita
que un agente sea ejecutado en una plataforma un número de veces
determinado dinámicamente. Considerando que uno de los grandes
atractivos de los agentes móviles es su dinamismo y flexibilidad,
fijar de antemano en el código del agente el número de posibles
migraciones a una plataforma puede ser un serio impedimento a la
hora de implementar aplicaciones reales.
Es necesario ofrecer una alternativa al estado
de la técnica que permita realmente a un agente móvil ser
reejecutado legalmente en una misma plataforma de computación, a la
vez que impedir los ataques externos de repetición de agentes
móviles descritos en el apartado anterior, mejorando la seguridad
sin sacrificar la flexibilidad intrínseca a los agentes
móviles.
Para ello la presente invención propone un
método y un sistema basados en la utilización de entidades de
autorización designadas para generar nuevos identificadores para el
agente, permitiéndole así migrar a una misma plataforma cualquier
número de veces. Por consiguiente, la invención propuesta permite a
los programadores desarrollar aplicaciones basadas en agentes
móviles de manera segura, sin renunciar a su flexibilidad
intrínseca.
En un primer aspecto, la presente invención
concierne a un método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles, que comprende utilizar un sistema de plataformas de
computación conectadas a una red para la ejecución compartida de
aplicaciones distribuidas basadas en agentes móviles, y que
comprende utilizar marcadores de trayecto o identificadores de
agente para permitir a uno o más agentes móviles ser legalmente
ejecutados en una plataforma de computación más de una vez, a la vez
que evitar una re-ejecución ilegal de dicho o
dichos agentes móviles, por considerarla como un ataque externo de
repetición.
A diferencia de las propuestas citadas en el
apartado anterior que sugieren la utilización de marcadores de
trayecto para prevenir ataques de repetición, el método propuesto
por la presente invención comprende utilizar una o más entidades de
autorización para generar como mínimo un nuevo marcador de trayecto
o identificador a ser utilizado como autorización para el agente
móvil, para permitirle ser ejecutado legalmente en dicha plataforma
de computación un número de veces determinado dinámicamente en
tiempo de ejecución.
Para un ejemplo de realización preferido el
método comprende utilizar varias entidades de autorización para la
generación de nuevos marcadores de trayecto para el agente móvil,
con el fin de permitirle re-ejecutarse en diferentes
plataformas de computación.
Por lo que se refiere a la mencionada
re-ejecución legal, para un ejemplo de realización
ésta hace referencia a la ejecución de diferentes tareas en
diferentes respectivos nodos o etapas del itinerario del agente
móvil, siendo cada uno de dichos nodos diferente y representativo
de una visita a dicha plataforma de computación en un momento
distinto al del resto de los nodos.
Para otro ejemplo de realización la mencionada
re-ejecución legal hace referencia a la ejecución
de una misma tarea en diferentes visitas respectivas a dicha
plataforma de computación a lo largo del itinerario del agente
móvil, siendo cada una de dichas visitas representada por un mismo
nodo o etapa.
Es decir que cada nodo está asociado con una
tarea y una plataforma concretas, y en el caso de que cada visita a
una misma plataforma sea para ejecutar una tarea distinta, dichas
visitas serán representadas por nodos diferentes asociados a una
misma plataforma, y para el caso en que las sucesivas visitas a una
misma plataforma son para ejecutar la misma tarea, dichas visitas
serán representadas por un mismo nodo.
En cualquier caso en la presente memoria el
término nodo se entiende como una respectiva visita a una
plataforma, ya sea la misma u otra plataforma, con el fin de
ejecutar una tarea, ya sea la misma o una diferente. En lo siguiente
cuando se haga referencia a la ejecución de un nodo, ésta implicará
la ejecución de la tarea asociada a dicho nodo en la plataforma
también asociada a dicho nodo.
El método comprende generar y asociar un
marcador de trayecto o identificador diferente a cada uno de varios
agentes móviles, incluso si ejecutan exactamente las mismas tareas,
y a cada instancia del mismo agente móvil.
Asimismo el método propuesto por el primer
aspecto de la invención está previsto para la prevención de ataques
de repetición, en lugar de en su detección posterior, ya que esta
detección a posteriori es en muchos casos inútil.
El método comprende almacenar en cada plataforma
de computación un identificador del nodo ejecutado previamente por
cada agente móvil en dicha plataforma de computación, junto con su
respectivo marcador de trayecto, con el fin de permitir que el
agente pueda visitar una misma plataforma para ejecutar distintos
nodos, o re- ejecutar el mismo nodo un número de veces
determinado.
Al almacenarse en cada plataforma de computación
los marcadores de trayecto de los agentes móviles que la han
visitado previamente, se consigue que ningún agente pueda reejecutar
el mismo nodo utilizando un marcador de trayecto que ya haya sido
utilizado anteriormente.
Mediante la aplicación del método propuesto por
la invención, con el fin de ofrecer una solución más eficaz a la
hora de prevenir los ataques de repetición, no se produce una
interacción del agente móvil con entidades externas, lo que permite
que el agente se ejecute de manera autónoma, sin depender del
control o interacción con ningún servicio de monitorización.
El método propuesto por el primer aspecto de la
invención comprende la realización de las siguientes etapas, las
cuales serán posteriormente descritas con mayor detalle para unos
ejemplos de realización:
- crear en un primer momento, por parte de un
usuario propietario o programador, un agente móvil protegido frente
a ataques de repetición, incluyendo como mínimo un marcador de
trayecto inicial o identificador, un itinerario protegido y el
agente móvil propiamente dicho, con los datos incluidos en el
mismo,
- enviar dicho agente móvil protegido a una
plataforma de computación,
- recibir dicho agente móvil protegido en dicha
plataforma de computación,
- extraer, por parte de dicha plataforma de
computación, como mínimo parte de la información incluida en dicho
agente móvil protegido y utilizarla para comprobar si dicho agente
móvil protegido ya ha sido re-ejecutado
anteriormente, mediante la comparación de parte o toda la
información extraída con información almacenada en la plataforma de
computación, incluyendo dicha información almacenada como mínimo los
marcadores de trayecto de agentes ejecutados previamente, junto con
unos respectivos identificadores de nodo representativos de las
tareas de nodo ejecutadas por dichos agentes.
Respecto al mencionado itinerario protegido, el
método comprende construirlo mediante la realización de las
siguientes acciones:
- definir un conjunto de nodos o etapas que
conforman dicho itinerario de agente móvil, siendo cada uno de
dichos nodos, tal y como se ha indicado anteriormente, asociado a
una determinada tarea y a una determinada plataforma, y estando cada
uno de dichos nodos asociado a una entidad de autorización
correspondiente que es la única encargada de generar nuevos
marcadores de trayecto válidos utilizados como autorizaciones para
la ejecución de la tarea asociada con dicho nodo;
- proteger dicho itinerario de agente utilizando
un protocolo de protección.
Por motivos de claridad, en diferentes partes de
la presente memoria se está describiendo el método haciendo
referencia a una plataforma receptora de un agente móvil protegido,
pero obviamente dicha descripción es aplicable a todas las
plataformas de computación conectadas a la red del mencionado
sistema que se encuentren en dicha situación, es decir que reciban
un agente móvil protegido de la manera descrita.
El método comprende utilizar cada marcador de
trayecto como una autorización que permite al agente móvil ejecutar
un conjunto determinado de tareas, cada una de las cuales está
asociada a un nodo de dicho conjunto de nodos.
Con el fin de definir dicho conjunto de nodos,
el método comprende asignar la siguiente información a cada uno de
los nodos que conforman el conjunto:
- un identificador de nodo;
- una plataforma de computación donde será
ejecutado;
- una tarea;
- un tipo de nodo;
- plataforma siguiente;
- una entidad de autorización;
- un nodo de autorización;
- un identificador de agente.
Para la aplicación del método propuesto por el
primer aspecto de la invención solamente es necesario clasificar
los nodos en dos tipos de nodo, en concreto los siguientes:
- un tipo de nodo regular, el cual se refiere a
un nodo que es una etapa del itinerario donde el agente móvil
ejecuta su tarea y salta a la siguiente plataforma de computación
del itinerario;
- un tipo de nodo bucle, el cual hace referencia
a un nodo que es una etapa del itinerario donde el agente móvil
determina si inicia o no una iteración de un número determinado de
nodos.
Siguiendo con el resto de información asignada a
cada nodo del conjunto de nodos, en particular el método comprende
definir dicho nodo de autorización como un identificador del nodo
donde el marcador de trayecto del agente móvil debe ser generado,
ya sea dicho marcador de trayecto inicial o uno de dichos nuevos
marcadores de trayecto, y definir dicha entidad de autorización como
la plataforma de computación correspondiente o el usuario
propietario o programador que debe generar y firmar el marcador de
trayecto.
El método comprende asignar o no un respectivo
nodo de autorización a cada nodo, dependiendo de si el nodo se
encuentra ubicado o no en el interior de un bucle de nodos.
En concreto el método comprende asignar como
nodo de autorización a cada nodo que se encuentra ubicado en el
interior de un bucle, el nodo de bucle ubicado al inicio del bucle
(el cual en la presente memoria se entiende como que no se encuentra
en el interior del bucle) y como su correspondiente entidad de
autorización la plataforma de computación donde la tarea de dicho
nodo inicial de bucle es ejecutada, y a cada nodo que no se
encuentra ubicado en el interior de un bucle, asignarle ningún nodo
de autorización y como su correspondiente entidad de autorización
el propietario del agente móvil.
Por lo que se refiere al protocolo de protección
utilizado para la protección del itinerario del agente móvil, el
método propuesto por el primer aspecto de la invención comprende
definirlo garantizando las siguientes propiedades:
- impedir a las plataformas de computación
acceder o modificar cualquier parte del itinerario que está
previsto para otras plataformas de computación;
- imposibilitar recorrer los nodos del
itinerario en un orden diferente al del inicialmente establecido;
y
- vincular de manera única cada nodo del
itinerario con el agente móvil al cual pertenece, para
imposibilitar la reutilización de cualquier parte del itinerario del
agente móvil en un agente móvil diferente.
Para la definición de dicho protocolo el método
comprende utilizar un identificador de agente único para vincular
de manera unívoca los nodos de itinerario al agente móvil. Como
identificador de agente puede utilizarse, en función del ejemplo de
realización, desde un sello temporal unido a un número aleatorio
formado por una gran cantidad de dígitos, o cualquier otra
información que identifique de manera unívoca cada instancia del
agente.
El método comprende generar cada uno de los
marcadores de trayecto de cada agente móvil, ya sea dicho marcador
de trayecto inicial o uno de dichos nuevos marcadores de trayecto,
con la siguiente información:
- -
- un identificador de agente idéntico a dicho identificador de agente incluido en el itinerario protegido y utilizado para vincular a los nodos de itinerario con el agente móvil, para asegurar que cualquier instancia de agente móvil pueda ser identificada de manera única;
- -
- un nodo de autorización como un identificador del nodo donde el marcador de trayecto es generado;
- -
- una fecha de caducidad tras la cual el marcador de trayecto no puede ser utilizado más; y
- -
- un contador de bucle incrementado en una unidad cada vez que el agente móvil tiene que iniciar una nueva iteración de un bucle.
Cuando el marcador de trayecto generado es dicho
marcador de trayecto inicial éste es generado por parte del usuario
propietario o programador, una vez éste ha construido el mencionado
itinerario protegido.
En cambio cuando el marcador de trayecto
generado es uno de dichos nuevos marcadores de trayecto éste es
generado por parte de la plataforma de computación correspondiente
a la entidad de autorización asignada en el itinerario
protegido.
Una vez el marcador de trayecto ha sido
generado, el método comprende firmarlo por parte del usuario
propietario o de la entidad de autorización y colocarlo en la parte
superior de una pila de marcadores de trayecto del agente
configurada para almacenar marcadores de trayecto previamente
utilizados por el agente móvil durante su ejecución.
A excepción de en un estado inicial donde dicha
pila se encuentra vacía antes de depositar en la misma el
mencionado marcador de trayecto inicial, en el resto de casos la
pila almacenará como mínimo parte de los mencionados marcadores de
trayecto previamente utilizados por el agente móvil, conteniendo
siempre en su parte superior el marcador de trayecto actual, es
decir el que está siendo utilizado o se ha dispuesto para ser
utilizado en el siguiente nodo.
Tal y como se ha indicado anteriormente una vez
la plataforma ha recibido a un agente móvil protegido según el
método de la presente invención, ésta procede a extraer parte de su
información. Para un ejemplo de realización preferido dicha
extracción de información llevada a cabo por la plataforma de
computación desde el agente móvil protegido recibido concierne
a:
- extraer la información del nodo actual del
itinerario protegido para obtener el identificador de nodo,
identificador de agente, tarea, tipo de nodo, plataforma siguiente,
entidad de autorización y nodo de autorización; y
- recuperar el marcador de trayecto del agente
de la parte superior de la pila de marcadores de trayecto del
agente y extraer del marcador de trayecto recuperado el
identificador de agente, el nodo de autorización, la fecha de
caducidad y el contador de bucle.
Por lo que se refiere a la información
almacenada en la plataforma de computación utilizada para
compararla con la extraída del agente móvil, ésta se encuentra
representada, para un ejemplo de realización, por una tabla, aunque
para otros ejemplos de realización dicha información puede
estructurarse de otra manera que no incluya la utilización de una
tabla.
A continuación se describen un ejemplo de
realización preferido del método propuesto por el primer aspecto de
la invención, para el cual el método comprende en primer lugar
utilizar, por parte de la plataforma de computación receptora del
agente móvil protegido, el tipo del nodo actual para determinar si
el agente está ejecutando un nodo tipo regular o un nodo tipo
bucle.
Una vez determinado el tipo de nodo, si éste es
de tipo regular el método comprende realizar, por parte de la
plataforma de computación receptora del agente móvil protegido,
parte, o la totalidad si es necesario, de las siguientes
operaciones:
a) verificar la firma del marcador de trayecto
para comprobar si el marcador de trayecto ha sido firmado por la
entidad de autorización actual, y si dicha verificación no resulta
exitosa descartar la ejecución del agente, o si resulta exitosa
realizar la siguiente operación; esta verificación se lleva a cabo,
para un ejemplo de realización, mediante el uso de un servidor de
claves públicas para obtener la clave pública de la entidad de
autorización actual, y su utilización para verificar la firma;
b) comprobar que el nodo de autorización actual,
que está incluido en el marcador de trayecto es el mismo que el
extraído del itinerario protegido, y si dicha comprobación falla
descartar la ejecución del agente, o si es exitosa realizar la
siguiente operación;
c) comprobar que el identificador de agente
incluido en el marcador de trayecto es igual al obtenido del
itinerario protegido, y si dicha comprobación falla descartar la
ejecución del agente, o si es exitosa realizar la siguiente
operación;
d) comprobar la fecha de caducidad del marcador
de trayecto, y si el marcador de trayecto ha caducado descartar la
ejecución del agente, o si no ha caducado realizar la siguiente
operación;
e) utilizar el identificador de agente para
buscar un marcador de trayecto previo del mismo agente en dicha
información almacenada en dicha tabla (u otra estructura de datos)
almacenada en la plataforma de computación, y:
- e1)
- si no hay ningún marcador de trayecto con el mismo identificador de agente en dicha tabla, almacenar el nuevo marcador de trayecto junto con el identificador del nodo actual en dicha tabla;
- e2)
- si existe un marcador de trayecto previo con el mismo identificador de agente en dicha tabla, lo que significa que el mismo agente ya había sido ejecutado con anterioridad en esta plataforma de computación, comprobar si el identificador del nodo actual del agente es igual al de la ejecución previa, mediante la consulta de dicha tabla; y
- e2a)
- si el identificador del nodo actual del agente es diferente al de la ejecución previa, lo que significa que el agente va a ejecutar una tarea diferente correspondiente a un nodo del itinerario distinto, almacenar el marcador de trayecto junto con el nuevo identificador del nodo actual en dicha tabla;
- e2b)
- si el identificador del nodo actual del agente es igual al de la ejecución previa, lo que significa que la tarea de este nodo del itinerario había sido ejecutada en la ejecución previa, comparar el contador de bucle actual con el incluido en el marcador de trayecto previo, y:
- e2b1)
- si el contador de bucle actual es mayor que el previo, lo que significa que el agente está realizando una nueva iteración de un bucle, reemplazar, en dicha tabla, el marcador de trayecto previo con el actual;
- e2b2)
- si el contador de trayecto actual no es mayor que el previo, lo que significa que el marcador de trayecto ya ha sido utilizado, descartar la ejecución del agente;
f) si la ejecución del agente no ha sido
descartada en ninguna de las operaciones previas, ejecutar la tarea
correspondiente al nodo actual.
Las operaciones a) a f) son, en general,
llevadas a cabo en dicha plataforma de computación receptora del
agente móvil protegido.
Si se ha determinado que el nodo actual es de
tipo bucle el método comprende realizar, por parte de la plataforma
de computación receptora del agente móvil protegido, parte, o la
totalidad si es necesario, de las siguientes operaciones:
i) verificar la firma del marcador de trayecto
para comprobar si dicho marcador de trayecto ha sido firmado por la
entidad de autorización actual o por la plataforma de computación
actual, y si ambas comprobaciones fallan descartar la ejecución del
agente, o si al menos una de ambas comprobaciones es exitosa
realizar la siguiente operación;
ii) realizar la siguiente operación:
- -
-
\vtcortauna
iii) generar y firmar un nuevo marcador de
trayecto conteniendo la misma información que el marcador de
trayecto previo, a excepción del nodo de autorización, siendo
asignado como nodo de autorización el nodo actual, y a excepción
también del contador de bucle, el cual es incrementado en una
unidad;
iv) comprobar si el agente está visitando el
nodo de tipo bucle por primera vez, lo que significa que el agente
todavía no ha realizado ninguna iteración previa del bucle iniciado
en el nodo tipo bucle, y:
- iva)
- si el agente está visitando el nodo bucle por primera vez, añadir el nuevo marcador de trayecto a la pila de marcadores de trayecto del agente, colocándolo en la parte superior de la misma;
- ivb)
- si el agente ya ha realizado alguna iteración del bucle anteriormente, reemplazar el marcador de trayecto actual, el cual estaba dispuesto en la parte superior de la pila de marcadores de trayecto del agente, con el nuevo marcador de trayecto;
v) realizar dicha operación f);
vi) determinar, por parte del agente, si debe
realizar una iteración del bucle; y:
- via)
- si una iteración debe ser llevada a cabo, hacer saltar el agente móvil protegido a la siguiente plataforma del interior del bucle actual, comprobar el tipo de nodo y en función del tipo de nodo realizar las operaciones a) a f) o i) a vi);
- vib)
- si no se requiere la realización de una iteración del bucle, extraer, por parte del agente, el marcador de trayecto de la parte superior de la pila, saltar el agente móvil protegido a la siguiente plataforma fuera del bucle actual, comprobar el tipo de nodo y en función del tipo de nodo realizar las operaciones a) a f) o i) a vi).
Las operaciones i) a v) son, en general,
llevadas a cabo en dicha plataforma de computación receptora del
agente móvil protegido.
Comparando las operaciones a realizar cuando el
nodo es de tipo bucle con las anteriormente descritas para un nodo
de tipo regular, puede verse cómo una de las diferencias
principales entre ellas es la comprobación que para el nodo de tipo
regular, se hace en la operación b), que, para el nodo de tipo
bucle, se hace en ii), y que se diferencia de la operación b) en
que la comparación del nodo de autorización actual incluido en el
marcador de trayecto, se hace no solamente con el extraído del
itinerario protegido, sino también con el nodo actual, lo que
permite al agente ejecutar el nodo tipo bucle actual utilizando un
marcador de trayecto generado por la misma plataforma en una
iteración
anterior.
anterior.
Otra diferencia es la referente a la
verificación de la firma del marcador de trayecto, que en i), a
diferencia de en la operación a), contempla que si ésta no ha sido
llevada a cabo por la entidad de autorización actual, se realice una
comprobación de si la firma del marcador de trayecto actual ha sido
realizada por la plataforma de computación actual (por ejemplo
utilizando su propia clave pública), lo que permite al agente
ejecutar el nodo tipo bucle actual utilizando un marcador de
trayecto generado por la misma plataforma en una iteración
anterior.
Finalmente mediante las operación iii) de
generación y forma de un nuevo marcador de trayecto para el agente
móvil, se posibilita una nueva ejecución de todos los nodos
incluidos en el bucle iniciado en el nodo actual tipo bucle. Al
disponer el nuevo marcador de trayecto en la parte superior de la
pila del agente (operación iva) ó ivb)), se permite que éste
recupere el marcador de trayecto utilizado antes de entrar en el
bucle (operación vib)), lo cual es una característica esencial para
el presente ejemplo de realización, ya que el nuevo marcador de
trayecto por la plataforma actual no será válido cuando el agente
salga del bucle.
Por lo que se refiere a la determinación llevada
a cabo en la operación vi) por parte del agente móvil, ésta puede
llevarse a cabo de diversas maneras, en función del ejemplo de
realización, habiendo marcado el programador, en general, una o más
condiciones a verificar por el agente móvil, en función de cuyo
cumplimiento éste determina si salir o no del bucle.
Para un ejemplo de realización dichas
condiciones son simplemente que una variable alcance un valor que
esté por debajo de una tolerancia, llevándose a cabo dicha
verificación mediante la lectura, por parte del agente, de dicha
variable, y la repetición de dicha lectura hasta que ésta ofrezca
dicho valor por debajo de la tolerancia marcada por el programador,
en cuyo caso el agente determina salir del bucle.
Un segundo aspecto de la presente invención
concierne a un sistema de plataformas de computación protegidas
frente a ataques externos de repetición de agentes móviles, que
comprende una pluralidad de plataformas de computación conectadas a
una red y adaptadas para ejecutar aplicaciones distribuidas basadas
en agentes móviles que incluyen marcadores de trayecto o
identificadores de agente para permitir a uno o más agentes móviles
ser legalmente ejecutados en una o más de dichas plataformas de
computación más de una vez, a la vez que evitar una
re-ejecución ilegal de dicho o dichos agentes
móviles, considerada como un ataque externo de repetición.
A diferencia de las propuestas convencionales el
sistema propuesto por el segundo aspecto de la invención comprende
una o más entidades de autorización en conexión con dicha red,
previstas para generar como mínimo un nuevo marcador de trayecto o
identificador a ser utilizado como autorización, para el agente
móvil, para permitirle ser ejecutado legalmente en dicha o dichas
plataformas de computación un número de veces determinado
dinámicamente en tiempo de ejecución.
Para un ejemplo de realización del sistema
propuesto, dicha entidad de autorización es una de dichas
plataformas de computación, y para otro ejemplo de realización es
un programador o usuario propietario de dicho agente
móvil.
móvil.
El sistema propuesto por el segundo aspecto de
la presente invención está adaptado para aplicar el método
propuesto por el primer aspecto.
Las anteriores y otras ventajas y
características se comprenderán más plenamente a partir de la
siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con
referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título
ilustrativo y no limitativo, en los que:
la Fig. 1 ilustra de manera esquemática una
serie de nodos que forman un itinerario simple donde una misma
plataforma es visitada dos veces según el método propuesto por la
presente invención para un ejemplo de realización;
la Fig. 2 muestra de manera esquemática un
itinerario de nodos que incluye a un bucle formado por tres
plataformas de computación que pueden ser visitadas repetidamente
según el método propuesto por el primer aspecto de la presente
invención para un ejemplo de realización más complejo que el de la
Fig. 1;
la Fig. 3 ilustra de manera esquemática otro
itinerario de nodos que incluye a dos bucles, uno dentro del otro,
formado por unas plataformas de computación que pueden ser
visitadas repetidamente según el método propuesto por el primer
aspecto de la presente invención para otro ejemplo de realización
más;
la Fig. 4 es una representación esquemática de
los componentes incluidos en el interior de un agente móvil
protegido contra ataques de repetición mediante la aplicación del
método propuesto por la presente invención; y
las Figs. 5a y 5b muestran sendas partes de un
mismo diagrama de flujo, que representan las distintas operaciones
a realizar según el método propuesto por el primer aspecto de la
invención, para el anteriormente explicado ejemplo de realización
preferido, tras comprobar si el nodo es de tipo regular, en cuyo
caso se realizan las operaciones a) a f) ilustradas en la Fig. 5a
(todas o en parte en función del camino seguido en el diagrama de
flujo), o de tipo bucle, en cuyo caso se realizan las operaciones
i) a vi) ilustradas en la Fig. 5b (todas o en parte en función del
camino seguido).
Haciendo en primer lugar referencia a la Fig. 1,
en ella puede apreciarse el caso más sencillo en cuanto al
itinerario a recorrer por un agente móvil, donde dicho itinerario
no contiene ningún bucle de nodos. En este caso cuando el agente
tenga que migrar a una plataforma determinada varias veces, lo hará
en diferentes etapas o nodos de su itinerario, lo que significa que
ejecutará diferentes tareas. En concreto en dicha Fig. 1 la
plataforma B es visitada dos veces, una primera visita en el nodo 2
y una segunda visita en el nodo 4.
Para este caso los ataques de repetición son
sencillos de prevenir, mediante el almacenamiento de un
identificador del nodo o de la tarea ejecutada, junto con el
marcador de trayecto del agente.
Dicha Fig. 1 es un ejemplo de itinerario que
puede protegerse contra ataques de re-ejecución
utilizando protocolos más simples que los propuestos por la presente
invención, alguno de los cuales se han citado en el apartado de
estado de la técnica.
En la Fig. 2 se ilustra un itinerario de nodos
representativo de un caso más complejo para el que el agente móvil
tiene que ejecutar una misma tarea en la misma plataforma varias
veces, un número de veces el cual es determinado dinámicamente
mediante el método propuesto por la presente invención.
En particular en dicha Fig. 2 se ilustra un
itinerario formado por cinco nodos, con un bucle iniciado en el
nodo 2, que se ejecuta en la plataforma B, y que incluye a los
nodos 3 y 4. En este caso y haciendo referencia a la clasificación
de tipo de nodos descrita en un apartado anterior, los nodos 1, 3,
4 y 5 son de tipo regular y el nodo 2 es de tipo bucle, ya que pude
decidir si entrar en el bucle o no, es decir, si seguir hacia el
nodo 5.
En este caso la detección de ataques de
repetición de agente es más complicada, ya que por ejemplo cuando
la plataforma C reenvía al agente a la plataforma D, ésta última
debe averiguar si una nueva ejecución es un ataque de repetición o
una nueva iteración del bucle, lo cual no se podría llevar a cabo
con las propuestas convencionales, pero sí mediante la aplicación
del método propuesto por la presente invención, en concreto
mediante la realización de las operaciones a) a f) para los nodos
1, 3, 4 y 5, y las operaciones i) a vi) para el nodo 2.
La Fig. 3 ilustra un itinerario aún más
complicado que el de la Fig. 2, ya que incorpora dos bucles, uno
externo formado por los nodos 1, 2 y 3, y otro interno formado por
los nodos 3 y 4. En este caso los nodos 1 y 3 son de tipo bucle, y
los nodos 2, 4 y 5 son de tipo regular.
En dicha Fig. 3 se han indicado las entidades de
autorización, referidas como EA, y los nodos de autorización,
referidos como NA, asignados a cada nodo según la descripción hecha
en el apartado de explicación de la invención. En concreto los nodos
1 y 5, que no se encuentran en el interior de ningún bucle, no
tienen ningún nodo de autorización y su entidad de autorización es
el propietario o programador del agente móvil. Por su parte los
nodos 2 y 3, que se encuentran en el interior del bucle externo,
tienen como entidad de autorización la plataforma A y como nodo de
autorización el nodo 1. Por último, el nodo 4, que se encuentra
ubicado en el interior de bucle interno, tiene como entidad de
autorización la plataforma C y como nodo de autorización el nodo 3.
Es decir que para el itinerario ilustrado por la Fig. 3, existen
tres entidades de autorización: el propietario del agente, la
plataforma A y la plataforma C.
Según la Fig. 3, para un ejemplo de realización
preferido las operaciones a) a f) (todas ellas siempre y cuando no
se descarte la ejecución del agente como resultado de alguna de las
mismas) se llevan a cabo cuando los nodos que reciben al agente
móvil protegido son los nodos 2, 4 y 5, y las etapas i) a vi)
cuando el nodo receptor es el nodo de tipo bucle 1 o el 3, en su
totalidad, es decir desde i) hasta vi), siempre y cuando no se
descarte la ejecución del agente como resultado de algunas de dichas
operaciones.
Para un ejemplo de realización basado en la Fig.
3, para el que el agente requiera realizar una serie de iteraciones
del bucle externo, la plataforma A genera y firma un nuevo marcador
de trayecto para cada nueva iteración (etapa iii)) y también
verifica (operación i)) que la firma del marcador de trayecto del
agente que recibe dicha plataforma A haya sido realizada por el
propietario (caso en que no se haya realizado una iteración previa
del bucle externo) o por ella misma (caso en que se haya realizado
una iteración previa del bucle externo, y que por tanto el agente
portase un marcador de trayecto generado y firmado por la
plataforma A). El agente móvil determina en la operación vi) si
sale o no del bucle, por ejemplo en el caso del bucle externo dicha
determinación se producirá en la plataforma A, y si la determinación
es salir del bucle, ésta implicará un salto del agente hasta la
plataforma E para ejecutar el nodo 5, en cuyo caso el marcador de
trayecto dispuesto en la parte superior de la pila, y que le ha
permitido realizar una iteración del bucle, es extraído de la pila
del agente, de manera que el marcador de trayecto original y
generado y firmado por el propietario puede ser utilizado de nuevo
para continuar la ejecución en la plataforma E.
La plataforma C actuaría de manera análoga a la
descrita en el párrafo anterior para la plataforma A, para permitir
realizar iteraciones legales del bucle interno que no sean
interpretadas como ataques de reejecución.
En la Fig. 4 se ha ilustrado de manera
esquemática el contenido de un agente móvil protegido creado según
el método propuesto por el primer aspecto de la presente
invención.
En concreto en dicha Fig. 4 puede verse el
itinerario protegido creado por el programador, formado por n
nodos, la pila de marcadores de trayecto y, en detalle, uno de los
marcadores de trayecto de la pila, firmado por la entidad de
autorización correspondiente, apreciándose que contiene los
elementos descritos en el apartado de explicación de la invención,
es decir un identificador de agente, un nodo de autorización, una
fecha de caducidad y un contador de bucle.
En dicha Fig. 4 también se aprecia, a la
derecha, la información que contiene cada uno de los nodos del
conjunto de nodos que conforman el itinerario protegido incluido en
el agente móvil protegido, es decir un identificador de nodo, uno de
agente, una entidad y un nodo de autorización, el tipo de nodo y la
tarea a realizar en dicho nodo, así como la plataforma de
computación donde será ejecutado y la plataforma siguiente.
La utilización de dicha información por parte de
una plataforma que reciba al agente móvil protegido ya ha sido
convenientemente explicada con anterioridad.
Mediante el método propuesto por la invención
cada plataforma solamente ejecutará el nodo actual del itinerario
del agente si el marcador de trayecto actual (el que se encuentra
en la parte superior de la pila) ha sido firmado por la entidad de
autorización apropiada.
Al asociar cada nodo del itinerario a ambos, una
entidad y un nodo de autorización se impide la posibilidad de que
un atacante intentase efectuar un ataque de repetición con un
agente, reutilizando un marcador de trayecto firmado por la entidad
de autorización apropiada pero no generado en el nodo del itinerario
apropiado, es decir en el nodo de autorización. Este ataque será
detectado por las plataformas cuando verifiquen si el marcador de
trayecto ha sido generado y firmado en el nodo apropiado, es decir
el de autorización.
Cada nodo del itinerario contiene asimismo un
identificador de agente, el cual también está incluido en el
marcador de trayecto del agente, con lo cual se evita que un
marcador de trayecto dado sea reutilizado en diferentes agentes, ya
que esto será detectado por las plataformas de computación cuando,
aplicando el método propuesto, comparen el identificador de agente
extraído del nodo actual con el incluido en el marcador de
trayecto.
Tal y como se ha explicado anteriormente, el
método propuesto por la presente invención también comprende
proteger, por ejemplo mediante encriptación, el itinerario del
agente con el fin de que ningún atacante pueda cambiar la
información asociada con un nodo dado. Esta protección también
evita que la tarea del agente sea ejecutada en una plataforma
diferente de las establecidas inicialmente.
El método propuesto no requiere que el agente
interactúe con entidades externas, y solamente asume que los nodos
tipo bucle serán ejecutados en plataformas fiables para el
programador, ya que no es posible evitar que las plataformas
manipulen la ejecución del agente que llega a las mismas.
Para un ejemplo de realización, las plataformas
impiden que sus tablas de marcadores de trayecto se llenen en
exceso eliminando las entradas que hayan caducado. Adicionalmente se
puede aplicar otra política con el fin de posibilitar la
eliminación de entradas cuando no quepan más marcadores de trayecto
en una tabla (por ejemplo eliminando los más antiguos.
Con el fin de demostrar la viabilidad del método
propuesto por la presente invención, a continuación se describe un
ejemplo de implementación del mismo aplicando el método propuesto a
un escenario como el que se describe en "Secure integration of
distributed medical data using mobile agents", de "IEEE
Intelligent Systems 2006"; 21(6):47-54,
por los autores Vieira-Marques P, Robles S, Cucurull
J, Cruz-Correia R, Navarro G, Martí R.
Este escenario corresponde al de instituciones
médicas en las que se ha implantado un sistema de gestión de
información basado en agentes móviles. En estos escenarios, el
proceso de registro de pacientes está gestionado por una plataforma
de agentes, la cual mantiene un registro de los pacientes atendidos
por la institución. Además, cada uno de los departamentos de la
institución médica posee una plataforma de agentes que gestiona el
historial de los pacientes atendidos, y los servicios que se les
han realizado.
En estos escenarios, los agentes móviles se
utilizan, entre otras tareas, para automatizar el proceso de
recuperación de historiales clínicos distribuidos por diferentes
instituciones. Supongamos que se requiere realizar una operación
quirúrgica urgente a una víctima de un accidente. Antes de empezar
cualquier operación en la que haya contacto con sangre, el personal
médico debe saber si el paciente es portador del virus del VIH o la
Hepatitis B. La realización de las pruebas pertinentes antes de la
intervención es inviable, debido a que se necesitan días para
obtener los resultados. Tampoco es posible confiar en los pacientes
para obtener esta información; ya que pueden estar inconscientes.
Por este motivo, la recuperación de esta información se realiza
mediante una aplicación basada en agentes móviles.
La aplicación es iniciada por un profesional
médico que introduce los datos del paciente y la identificación de
los resultados de las pruebas que se deben obtener en un interfaz
gráfico. A partir de aquí, la aplicación genera un agente móvil al
cual introduce toda la información recopilada anteriormente. El
agente móvil, en primer lugar, consulta una base de datos con
información acerca de todas las instituciones que realizan las
pruebas del VIH y la Hepatitis B, en este caso concreto. El agente
obtiene así una lista de todas aquellas instituciones en las que se
realizan estas
pruebas.
pruebas.
A continuación, el agente lleva a cabo una
consulta remota a cada una de estas instituciones para determinar
si el paciente ha sido visitado alguna vez en dicha institución o
no. En caso positivo, el agente móvil se desplaza al departamento
pertinente de la institución médica para elegir y extraer los
resultados que se necesitan. Este proceso se repite para todas y
cada una de las instituciones que realizan las pruebas
correspondientes al virus del VIH y de la Hepatitis B. Como puede
observarse, el uso de la tecnología de agentes móviles permite
automatizar y agilizar enormemente el proceso de recuperación y
extracción de información.
Sin embargo, el uso de agentes móviles puede
conllevar problemas de robo de información privada de los pacientes
si no se utilizan las medidas de seguridad adecuadas. Un atacante
podría capturar el agente y reejecutarlo más adelante para obtener
información privada de un paciente. Por ejemplo, un agente podría
ser capturado y reenviado a la misma institución más adelante para
obtener resultados de pruebas posteriores realizadas al
paciente.
Además, dicho ataque de reejecución podría
suponer también pérdidas económicas para el paciente, en caso de
que el agente visitara una institución privada para llevar a cabo
un servicio de pago. Por ejemplo, una radiografía del paciente
realizada en un centro médico podría ser transportada por el agente
para su posterior análisis a una institución privada. La
utilización del agente móvil permitiría al paciente evitarse un
desplazamiento a dicha institución. Sin embargo, si el agente fuese
reenviado por un atacante a la misma institución en repetidas
ocasiones, el paciente acabaría pagando múltiples veces por el
mismo servicio.
\newpage
Por lo tanto, la implementación del método de de
protección contra ataques de reejecución presentado en la presente
invención es imprescindible para la utilización segura de agentes
móviles en este escenario de aplicación distribuida. Este escenario
es un ejemplo claro de necesidad de utilización de mecanismos
adecuados para la prevención de los ataques de reejecución. En esta
implementación, se ha aplicado el método propuesto a un escenario
relacionado con instituciones médicas, pero el método propuesto por
la presente invención es aplicable a muchos otros escenarios
relacionados, por ejemplo, con instituciones financieras, agencias
de viaje, o cualquier otro que conlleve tratamiento de información
confidencial o transacciones comerciales.
Un experto en la materia podría introducir
cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos
sin salirse del alcance de la invención según está definido en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (26)
1. Método para la protección de plataformas de
computación frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles, del tipo que comprende utilizar un sistema de plataformas
de computación conectadas a una red para la ejecución compartida de
aplicaciones distribuidas basadas en agentes móviles, y que
comprende utilizar marcadores de trayecto o identificadores de
agente para permitir a al menos un agente móvil ser legalmente
ejecutado en una plataforma de computación más de una vez, a la vez
que evitar una re-ejecución ilegal de dicho agente
móvil, considerada como un ataque externo de repetición,
caracterizado porque comprende:
- crear un agente móvil protegido frente a
ataques de reejecución, incluyendo al menos un marcador de trayecto
inicial o identificador, un itinerario protegido y dicho agente
móvil propiamente dicho, que es al menos uno,
- generar al menos un nuevo marcador de trayecto
o identificador, para dicho agente móvil protegido, que es al menos
uno, utilizando al menos una entidad de autorización;
- enviar dicho agente móvil protegido a dicha
plataforma de computación,
- recibir dicho agente móvil protegido en dicha
plataforma de computación, y
- utilizar, por parte de dicha plataforma de
computación, dicho nuevo marcador de trayecto o identificador del
agente móvil recibido como una autorización para permitir a dicho
agente móvil ser ejecutado legalmente en al menos dicha plataforma
de computación un número de veces determinado dinámicamente en
tiempo de ejecución, donde para llevar a cabo dicha etapa de
utilización de dicho nuevo marcador de trayecto, o identificador
del agente móvil recibido, como una autorización, el método
comprende extraer, por parte de dicha plataforma de computación, al
menos parte de la información incluida en dicho agente móvil
protegido y utilizarla para comprobar si dicho agente móvil
protegido ya ha sido ejecutado anteriormente, mediante al menos la
comparación de al menos parte de dicha información extraída con
información almacenada en dicha plataforma de computación,
incluyendo dicha información almacenada al menos marcadores de
trayecto de agentes ejecutados previamente, junto con unos
respectivos identificadores de nodo representativos de las tareas de
nodo ejecutadas por dichos agentes.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende almacenar en dicha plataforma
de computación un identificador de la tarea ejecutada por dicho
agente móvil protegido en dicha plataforma de computación, junto con
su respectivo marcador de trayecto, con el fin de permitir que sea
re-ejecutada un número de veces determinado.
3. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha re-ejecución
legal hace referencia a la ejecución de diferentes tareas en
diferentes respectivos nodos o etapas del itinerario del agente
móvil, siendo cada uno de dichos nodos diferente y representativo
de una visita a dicha plataforma de computación en un momento
distinto al del resto de los nodos, estando cada nodo asociado con
una tarea y una plataforma concretas.
4. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha re-ejecución
legal hace referencia a la ejecución de una misma tarea en
diferentes visitas respectivas a dicha plataforma de computación a
lo largo del itinerario del agente móvil, siendo cada una de dichas
visitas representada por un mismo nodo, o etapa, asociado con una
tarea y una plataforma concretas.
5. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende generar y asociar un marcador
de trayecto o identificador diferente a cada uno de varios agentes
móviles, incluso si ejecutan exactamente las mismas tareas, y a cada
instancia del mismo agente móvil.
6. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque comprende llevar a cabo dicha creación
de dicho agente móvil protegido por parte de un usuario propietario
o programador.
7. Método según la reivindicación 6,
caracterizado porque comprende construir dicho itinerario
protegido mediante la realización de las siguientes acciones:
- definir un conjunto de nodos o etapas que
conforman dicho itinerario de agente móvil, siendo cada uno de
dichos nodos representativo de una respectiva visita a dicha
plataforma de computación en un momento distinto para ejecutar una
tarea correspondiente, y estando cada uno de dichos nodos asociado
a una entidad de autorización correspondiente que es la única
encargada de generar nuevos marcadores de trayecto válidos
utilizados como autorizaciones para la ejecución de la tarea
asociada con dicho nodo;
- proteger dicho itinerario de agente utilizando
un protocolo de protección.
8. Método según la reivindicación 7,
caracterizado porque, con el fin de definir dicho conjunto
de nodos, el método comprende asignar la siguiente información a
cada uno de los nodos que conforman el conjunto:
- un identificador de nodo;
- una plataforma de computación donde será
ejecutado;
- una tarea;
- un tipo de nodo;
- plataforma siguiente;
- una entidad de autorización;
- un nodo de autorización;
- un identificador de agente.
9. Método según la reivindicación 8,
caracterizado porque comprende, con el fin de definir dicho
tipo de nodo, establecer los siguientes dos tipos de nodo:
- un tipo de nodo regular, el cual se refiere a
un nodo que es una etapa del itinerario donde el agente móvil
ejecuta su tarea y salta a la siguiente plataforma de computación
del itinerario;
- un tipo de nodo bucle, el cual hace referencia
a un nodo que es una etapa del itinerario donde el agente móvil
determina si inicia o no una iteración de un número determinado
de nodos.
10. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende definir dicho nodo de
autorización como un identificador del nodo donde el marcador de
trayecto del agente móvil debe ser generado, ya sea dicho marcador
de trayecto inicial o uno de dichos nuevos marcadores de trayecto,
y definir dicha entidad de autorización como la plataforma de
computación correspondiente o el usuario propietario o programador
que debe generar y firmar el marcador de trayecto.
11. Método según la reivindicación 10,
caracterizado porque comprende asignar o no un respectivo
nodo de autorización a cada nodo, dependiendo de si el nodo se
encuentra ubicado o no en el interior de un bucle.
12. Método según la reivindicación 11,
caracterizado porque comprende asignar como nodo de
autorización, a cada nodo que se encuentra ubicado en el interior de
un bucle, el nodo de bucle ubicado al inicio del bucle y como su
correspondiente entidad de autorización la plataforma de
computación donde la tarea de dicho nodo inicial de bucle es
ejecutada, y a cada nodo que no se encuentra en el interior de un
bucle, ningún nodo de autorización y como su correspondiente
entidad de autorización a dicho usuario propietario del agente
móvil.
13. Método según la reivindicación 12,
caracterizado porque comprende utilizar un identificador de
agente para vincular los nodos de itinerario al agente móvil.
14. Método según la reivindicación 12,
caracterizado porque comprende generar dicho marcador de
trayecto para el agente móvil, ya sea dicho marcador de trayecto
inicial o uno de dichos nuevos marcadores de trayecto, con la
siguiente información:
- -
- un identificador de agente idéntico a dicho identificador de agente incluido en el itinerario protegido y utilizado para vincular a los nodos de itinerario con el agente móvil, para asegurar que cualquier instancia de agente móvil pueda ser identificada de manera única;
- -
- un nodo de autorización como un identificador del nodo donde dicho marcador de trayecto es generado;
- -
- una fecha de caducidad tras la cual el marcador de trayecto no puede ser utilizado más; y
- -
- un contador de bucle incrementado en una unidad cada vez que el agente móvil tiene que iniciar una nueva iteración de un bucle.
15. Método según la reivindicación 14,
caracterizado porque cuando dicho marcador de trayecto
generado es dicho marcador de trayecto inicial éste es generado por
parte de dicho usuario propietario o programador, y cuando es uno de
dichos nuevos marcadores de trayecto éste es generado por parte de
la plataforma de computación correspondiente a la entidad de
autorización asignada en dicho itinerario protegido.
16. Método según la reivindicación 15,
caracterizado porque comprende firmar dicho marcador de
trayecto generado por dicho usuario propietario o dicha entidad de
autorización y colocarlo en la parte superior de una pila de
marcadores de trayecto del agente configurada para almacenar
marcadores de trayecto previamente utilizados por el agente móvil
durante su ejecución.
17. Método según la reivindicación 16,
caracterizado porque dicha extracción de información llevada
a cabo por dicha plataforma de computación desde dicho agente móvil
protegido recibido concierne a:
- extraer la información del nodo actual de
dicho itinerario protegido para obtener dicho identificador de
nodo, identificador de agente, tarea, tipo de nodo, plataforma
siguiente, entidad de autorización y nodo de autorización; y
- recuperar el marcador de trayecto del agente
de la parte superior de la pila de marcadores de trayecto del
agente y extraer del marcador de trayecto recuperado el
identificador de agente, el nodo de autorización, la fecha de
caducidad y el contador de bucle.
18. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque comprende en primer lugar utilizar, por
parte de dicha plataforma de computación receptora del agente móvil
protegido, el tipo del nodo actual para determinar si el agente está
ejecutando un nodo tipo regular o un nodo tipo bucle.
19. Método según la reivindicación 18,
caracterizado porque comprende realizar, por parte de dicha
plataforma de computación receptora del agente móvil protegido, al
menos parte de las siguientes operaciones si dicho nodo actual es un
nodo de tipo regular:
a) verificar la firma del marcador de trayecto
para comprobar si el marcador de trayecto ha sido firmado por la
entidad de autorización actual, y si dicha verificación no resulta
exitosa descartar la ejecución del agente, o si resulta exitosa
realizar la siguiente operación;
b) comprobar que el nodo de autorización actual,
que está incluido en el marcador de trayecto, es el mismo que el
extraído del itinerario protegido y si dicha comprobación falla
descartar la ejecución del agente, o si es exitosa realizar la
siguiente operación;
c) comprobar que el identificador de agente
incluido en el marcador de trayecto es igual al obtenido del
itinerario protegido, y si dicha comprobación falla descartar la
ejecución del agente, o si es exitosa realizar la siguiente
operación;
d) comprobar la fecha de caducidad del marcador
de trayecto, y si el marcador de trayecto ha caducado descartar la
ejecución del agente, o si no ha caducado realizar la siguiente
operación;
e) utilizar el identificador de agente para
buscar un marcador de trayecto previo del mismo agente en dicha
información almacenada en la plataforma de computación que incluye
marcadores de trayecto de agentes ejecutados previamente junto con
los respectivos identificadores de nodo representativos de las
tareas ejecutadas por dichos agentes, siendo dicha información
almacenada representada por una tabla, y:
- e1)
- si no hay ningún marcador de trayecto con el mismo identificador de agente en dicha tabla, almacenar el nuevo marcador de trayecto junto con el identificador del nodo actual en dicha tabla;
- e2)
- si existe un marcador de trayecto previo con el mismo identificador de agente en dicha tabla, lo que significa que el mismo agente ya había sido ejecutado con anterioridad en esta plataforma de computación, comprobar si el identificador del nodo actual del agente es igual al de la ejecución previa, mediante la consulta de dicha tabla; y
- e2a)
- si el identificador del nodo actual del agente es diferente al de la ejecución previa, lo que significa que el agente va a ejecutar una tarea diferente correspondiente a un nodo del itinerario distinto, almacenar el marcador de trayecto junto con el nuevo identificador del nodo actual en dicha tabla;
- e2b)
- si el identificador del nodo actual del agente es igual al de la ejecución previa, lo que significa que la tarea de este nodo del itinerario había sido ejecutada en la ejecución previa, comparar el contador de bucle actual con el incluido en el marcador de trayecto previo, y:
- e2b1)
- si el contador de bucle actual es mayor que el previo, lo que significa que el agente está realizando una nueva iteración de un bucle, reemplazar, en dicha tabla, el marcador de trayecto previo con el actual;
- e2b2)
- si el contador de trayecto actual no es mayor que el previo, lo que significa que el marcador de trayecto ya ha sido utilizado, descartar la ejecución del agente;
f) si la ejecución del agente no ha sido
descartada en ninguna de las operaciones previas, ejecutar la tarea
correspondiente al nodo actual.
20. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque comprende realizar, por parte de dicha
plataforma de computación receptora del agente móvil protegido, al
menos parte de las siguientes operaciones si dicho nodo actual es un
nodo de tipo bucle:
i) verificar la firma del marcador de trayecto
para comprobar si dicho marcador de trayecto ha sido firmado por la
entidad de autorización actual o por la plataforma de computación
actual, y si ambas comprobaciones fallan descartar la ejecución del
agente, o si al menos una de ambas comprobaciones es exitosa
realizar la siguiente operación;
ii) realizar la siguiente operación:
- -
-
\vtcortauna
iii) generar y firmar un nuevo marcador de
trayecto conteniendo la misma información que el marcador de
trayecto previo, a excepción del nodo de autorización, siendo
asignado como nodo de autorización el nodo actual, y a excepción
también del contador de bucle, el cual es incrementado en una
unidad;
iv) comprobar si el agente está visitando el
nodo de tipo bucle por primera vez, lo que significa que el agente
todavía no ha realizado ninguna iteración previa del bucle iniciado
en el nodo tipo bucle, y:
- iva)
- si el agente está visitando el nodo bucle por primera vez, añadir el nuevo marcador de trayecto a la pila de marcadores de trayecto del agente, colocándolo en la parte superior de la misma;
- ivb)
- si el agente ya ha realizado alguna iteración del bucle anteriormente, reemplazar el marcador de trayecto actual, el cual estaba dispuesto en la parte superior de la pila de marcadores de trayecto del agente, con el nuevo marcador de trayecto;
v) realizar dicha operación f);
vi) determinar, por parte del agente, si debe
realizar una iteración del bucle; y:
- via)
- si una iteración debe ser llevada a cabo, hacer saltar el agente móvil protegido a la siguiente plataforma del interior del bucle actual, comprobar el tipo de nodo y en función del tipo de nodo realizar las operaciones a) a f) o i) a vi);
- vib)
- si no se requiere la realización de una iteración del bucle, extraer, por parte del agente, el marcador de trayecto de la parte superior de la pila, saltar el agente móvil protegido a la siguiente plataforma fuera del bucle actual, comprobar el tipo de nodo y en función del tipo de nodo realizar las operaciones a) a f) o i) a vi).
21. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque dichas operaciones a) a f) son llevadas
a cabo en dicha plataforma de computación.
22. Método según la reivindicación 20,
caracterizado porque dichas operaciones i) a v) son llevadas
a cabo en dicha plataforma de computación.
23. Sistema de plataformas de computación
protegidas frente a ataques externos de repetición de agentes
móviles, del tipo que comprende una pluralidad de plataformas de
computación conectadas a una red y adaptadas para ejecutar
aplicaciones distribuidas basadas en agentes móviles que incluyen
marcadores de trayecto o identificadores de agente para permitir a
al menos un agente móvil ser legalmente ejecutado en al menos una
de dichas plataformas de computación más de una vez, a la vez que
evitar una re-ejecución ilegal de dicho agente
móvil, considerada como un ataque externo de repetición,
caracterizado porque comprende al menos una entidad de
autorización en conexión con dicha red, prevista para generar al
menos un nuevo marcador de trayecto o identificador a ser utilizado
como autorización, para dicho agente móvil, que es al menos uno,
para permitirle ser ejecutado legalmente en al menos dicha
plataforma de computación un número de veces determinado
dinámicamente en tiempo de ejecución.
24. Sistema según la reivindicación 23,
caracterizado porque dicha entidad de autorización es una de
dichas plataformas de computación.
25. Sistema según la reivindicación 23,
caracterizado porque dicha entidad de autorización es un
programador o usuario propietario de dicho agente móvil.
26. Sistema según la reivindicación 23, 24 ó 25,
caracterizado porque está adaptado para aplicar el método
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801492A ES2327310B1 (es) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Metodo para la proteccion de plataformas de computacion frente a ataques externos de repeticion de agentes moviles y sistema de plataformas de computacion protegidas. |
| PCT/ES2009/000270 WO2009141471A1 (es) | 2008-05-19 | 2009-05-19 | Método para la protección de plataformas de computación frente a ataques externos de repetición de agentes móviles y sistema de plataformas de computación protegidas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801492A ES2327310B1 (es) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Metodo para la proteccion de plataformas de computacion frente a ataques externos de repeticion de agentes moviles y sistema de plataformas de computacion protegidas. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2327310A1 ES2327310A1 (es) | 2009-10-27 |
| ES2327310B1 true ES2327310B1 (es) | 2010-07-21 |
Family
ID=41165272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200801492A Active ES2327310B1 (es) | 2008-05-19 | 2008-05-19 | Metodo para la proteccion de plataformas de computacion frente a ataques externos de repeticion de agentes moviles y sistema de plataformas de computacion protegidas. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2327310B1 (es) |
| WO (1) | WO2009141471A1 (es) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6055562A (en) * | 1997-05-01 | 2000-04-25 | International Business Machines Corporation | Dynamic mobile agents |
| DE69940107D1 (de) * | 1999-07-05 | 2009-01-29 | Sony Deutschland Gmbh | Verwaltung eines Kommunikationsnetzwerks und Migration von mobilen Agenten |
| WO2002033547A1 (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-25 | British Telecommunications Public Limited Company | Mobile programs |
-
2008
- 2008-05-19 ES ES200801492A patent/ES2327310B1/es active Active
-
2009
- 2009-05-19 WO PCT/ES2009/000270 patent/WO2009141471A1/es active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A Securing dynamic itineraries for mobile agent applications. (CARLES GARRIGUES et al.), Journal of Network and Computer Applications Volume 31, Issue 4, Noviembre 2008, Páginas 487-508. Available online 23 Diciembre 2007. Todo el documento. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009141471A1 (es) | 2009-11-26 |
| ES2327310A1 (es) | 2009-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20091027 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2327310B1 Country of ref document: ES |