JP2009541831A - グリッド・システムにおいてセキュリティ強制を追跡するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グリッド・コンピュータ・システムにおいてリソースのセキュリティ状態を追跡する「グリッド・セキュリティ・モニタ」を提供する。
【解決手段】クライアントがグリッド・スケジューラにジョブを実行依頼すると、グリッド・セキュリティ・モニタはセキュリティ規約を作成する。セキュリティ規約は、ジョブを実行するリソースにアクセスするために必要なすべてのセキュリティ証明書、ならびにプライバシおよびセキュリティの要件を含む。グリッド・セキュリティ・モニタは、リソースのセキュリティ状態と、セキュリティ規約の要件とを比較する。リソースのセキュリティ状態が変化するかまたはセキュリティ規約に違反すると、グリッド・セキュリティ・モニタはクライアントに通知する。グリッド・セキュリティ・モニタは、クライアントがグリッド管理システムにリソースのセキュリティ状態を検査するよう依頼することによって手動のセキュリティ検査を遂行できるようにする、ユーザ・インターフェースを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、全般的にマルチコンピュータ・データ転送に関し、特に、クライアントのジョブを実行するのに使用されるリソースのセキュリティ状態の変化をクライアントに警告するコンピュータ・ネットワーク監視に関する。

グリッド・コンピューティングの目的は、異なる場所に位置し、異なるアーキテクチャに基づき、異なる管理ドメインに属するリソースを共有することである。グリッドは、複数の大陸にわたって計算センターを接続することができ、クライアント・コンピュータがリソースを共有できるようにしてユーザ間の協力を促進する。グリッドは、本来であれば互換性の無いリソースにクライアントがアクセスできるようにする。グリッド管理ソフトウェアは、グリッド上の異なるコンピュータ・システムの通信およびセキュリティ・プロトコル間のインタプリタとしての機能を果たす。

Ｇｌｏｂｕｓ Ｔｏｏｌｋｉｔ（Ｒ）などのグリッド管理ソフトウェアは、グリッド・リソースを管理するプログラムのコレクションおよびライブラリから成る。グリッド管理ソフトウェアは、ユーザ、プロジェクトおよび利用可能なリソースについての情報の追跡、ならびにクライアントとグリッド・リソースとの間の安全な通信を確立するために使用されるセキュリティ・プロトコルの管理などの機能を遂行する。追跡機能は、直接グリッド・リソースから状態更新を受信すること、および状態情報をログに格納することを含む。

グリッド・システムの主要な機能性は、ジョブを異種リソースに実行依頼する能力である。当該のジョブとは、リモート・サーバ上で実行するようクライアントにより実行依頼されるバイナリ実行ファイルまたはコマンドである。クライアントは、スケジューラと呼ばれる、グリッド管理ソフトウェアの一部を通してグリッドにジョブを実行依頼する。スケジューラは、ジョブをグリッド上のリソース（またはリソースのセット）に割り当てる。グリッド管理ソフトウェアは、選択済みのグリッド・リソースにアクセスしてジョブを実行するべく、クライアントのセキュリティ証明書を使用する。グリッド・リソースは、クライアントの証明書を認証してジョブの実行を許可する。「セキュリティ委託（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｄｅｌｅｇａｔｉｏｎ）」は、グリッド管理ソフトウェアが、グリッド・リソースへのアクセスにクライアントのセキュリティ証明書を使用することを表現するために使用されている用語である。セキュリティ証明書の例には、身元（ユーザ名またはアカウント番号など）、パスワード、証書があり、さらにプライバシまたは暗号化の要件までも含まれ得る。セキュリティ委託が必要なのは、グリッド管理ソフトウェアが、セキュリティ証明書をアクセス対象のリソースに対応したフォーマットに変換しなければならないためである。セキュリティ委託は、ジョブが完全に実行され結果がクライアントに返されるまで続く。

継続時間が長いジョブに関してセキュリティ上の問題が生じる。ジョブを実行しているリソース上でのセキュリティ侵害は、セキュリティ委託の条件に違反することもある。ジョブの実行が開始された後にセキュリティ委託の条件を強制する方法は知られていない。ジョブを実行しているリソース上でセキュリティ侵害が起こったときに、グリッド・クライアントに警告するシステムおよび方法が必要とされている。

開示される「グリッド・セキュリティ・モニタ（Ｇｒｉｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒ）」は、グリッド・コンピュータ・システムにおいてリソースのセキュリティ状態を追跡する方法である。グリッド・セキュリティ・モニタは、セキュリティ状況が変化すると、グリッド・リソースを使用しているクライアントに通知する。クライアントは、この情報を使用して、グリッド上で実行しているジョブを終了するか、または同じジョブを遂行する別のリソースを選択する。クライアントがグリッド・スケジューラにジョブを実行依頼すると、グリッド・セキュリティ・モニタはセキュリティ規約を作成する。セキュリティ規約は、ジョブを実行するリソースにアクセスするために必要なすべてのセキュリティ証明書、ならびにプライバシおよびセキュリティの要件を含む。リソースがジョブを実行している間、リソースはグリッド・セキュリティ・モニタへ定期的なセキュリティ通知を送信する。グリッド・セキュリティ・モニタは、リソースのセキュリティ状態と、セキュリティ規約の要件とを比較する。リソースのセキュリティ状態が変化するかまたはセキュリティ規約に違反すると、グリッド・セキュリティ・モニタはクライアントに通知する。グリッド・セキュリティ・モニタは、すべてのセキュリティ通知を、クライアントによるアクセスが可能なログに格納する。さらに、たとえリソースのセキュリティ状態が変化していなくても、すべてのセキュリティ通知がクライアントへ転送されることもあり得る。グリッド・セキュリティ・モニタは、クライアントがグリッド管理システムにリソースのセキュリティ状態を検査するよう依頼することによって手動のセキュリティ検査を遂行できるようにする、ユーザ・インターフェースを有する。

以下、下記の図面を参照して、本発明の好適な実施形態について単なる一例として説明する。

本発明の実施形態は、種々のコンピュータ・ハードウェアおよびソフトウェアの構成に適用できる。本願明細書で使用される「コンピュータ・ハードウェア」または「ハードウェア」という用語は、データの受け取り、データに対する論理演算の遂行、データの格納または表示を行うことができる任意の機械または装置を指し、プロセッサおよびメモリを含むが、これらに限定されるものではない。「コンピュータ・ソフトウェア」または「ソフトウェア」という用語は、コンピュータ・ハードウェアに動作を遂行させるよう動作可能な命令の任意のセットを指す。「コンピュータ」という用語を本願明細書で使用する場合、ハードウェアおよびソフトウェアの任意の有用な組み合わせを含むがこれに限定されるものではない。さらに、「コンピュータ・プログラム」または「プログラム」は、コンピュータ・ハードウェアに、データの受け取り、データに対する論理演算の遂行、データの格納または表示をさせるよう動作可能な任意のソフトウェアを含むが、これらに限定されるものではない。コンピュータ・プログラムは、複数のより小さなプログラミング・ユニットからなってもよく、多くの場合そうである。プログラミング・ユニットは、サブルーチン、モジュール、関数、メソッド、およびプロシージャを含むが、これらに限定されるものではない。したがって、好適な実施形態の機能は、複数のコンピュータおよびコンピュータ・プログラム中に分散していてもよい。説明のために、発明に係るコンピュータ・プログラムの一実施形態を「グリッド・セキュリティ・モニタ」と呼ぶ。

さらに、「グリッド・セキュリティ・モニタ」について、図１に描かれているハードウェア・デバイスの例示的なネットワークを参照して、以下で説明する。「ネットワーク」は、インターネットなどの通信媒体を介して相互に連結され通信する任意の数のハードウェア・デバイスを含む。「通信媒体」は、ハードウェアまたはソフトウェアがデータを伝送できる、任意の物理、光、電磁またはその他の媒体を含むが、これらに限定されるものではない。図１は、グリッド・リソースおよび管理１０５、第１クライアント・コンピュータ１１０、および第２クライアント・コンピュータ１１２の「バーチャル・オーガニゼーション（ｖｉｒｔｕａｌ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）」を含む、例示的なグリッド・コンピュータ・ネットワーク１００を描いたものである。グリッド管理システム１２０は、グリッドを構成する複数の異種コンピュータ・システムを接続するために必要なソフトウェアおよびハードウェアを含む。リソース１３０、リソース１３２およびリソース１３４は、グリッド上の例示的な「リソース」であり、コンピュータ、サーバ、その他のネットワークまたはストレージ・デバイスを含めばよい。

グリッド・セキュリティ・モニタ２００は、一般に、図２で概略的に表されているメモリ２２０内に格納される。本願明細書で使用される用語「メモリ」は、コンピュータが任意の期間データまたはソフトウェアを格納することができる、電気回路、磁気ディスクまたは光ディスクなどの任意の揮発性もしくは持続性媒体を含むが、これらに限定されるものではない。単一のメモリが複数の媒体を含み、複数の媒体にわたり分散していてもよい。したがって、図２は、単に説明するための手段として含まれており、必ずしもメモリ２２０の特定の物理的実施形態を反映するとは限らない。グリッド・セキュリティ・モニタ２００は、セキュリティ規約コンポーネント３００、監視コンポーネント４００およびクライアント・インターフェース・コンポーネント５００を含む。しかし、図２に描かれているように、メモリ２２０はさらなるデータおよびプログラムを含むとよい。グリッド・セキュリティ・モニタ２００に特に重要なのは、メモリ２２０は、グリッド・セキュリティ・モニタ２００が対話をする、グリッド管理システム２３０、スケジューラ２３５、セキュリティ規約ファイル２４０およびログ・ファイル２５０を含むとよいということである。

メモリ２２０は、グリッド・セキュリティ・モニタ２００に関連する種々のファイルおよびプログラムを含む。グリッド管理システム２３０は、グリッドを構成する複数の異種コンピュータ・システムを接続し、それらの間の通信を管理するために必要なソフトウェアを含む。スケジューラ２３５は、グリッド管理システム２３０のサブプログラムであり、クライアントからジョブ要求を受信し、ジョブをグリッド上のリソースに割り当てる。セキュリティ規約ファイル２４０は、ジョブを実行するリソースにアクセスするのに必要なセキュリティ証明書、ならびにクライアントのプライバシおよびセキュリティの要件を含む。ログ・ファイル２５０は、ジョブの実行中にリソースにより生成されたセキュリティ通知のリストを含む。セキュリティ規約コンポーネント３００は、クライアントがグリッドにジョブの実行依頼をするたびにセキュリティ規約ファイル２４０を作成する。監視コンポーネント４００は、ジョブを実行しているリソースからセキュリティ通知を受信し、通知をログに保存し、ジョブを実行しているリソース上のセキュリティ状態のあらゆる変化をクライアントに通知することによってセキュリティ規約２４０のセキュリティ要件を強制する。クライアント・インターフェース・コンポーネント５００は、ジョブを実行しているリソースの現在のセキュリティ状況をクライアントが検査できるようにし、クライアントが状態通知のログを点検することができるようにする。

図３は、セキュリティ規約コンポーネント３００の論理の流れ図を描いたものである。スケジューラ２３５によって新たなジョブが割り当てられると、セキュリティ規約コンポーネント３００が作動する（３１０）。セキュリティ規約コンポーネント３００は、新たなセキュリティ規約ファイル２４０を作成し（３１２）、クライアントのセキュリティ証明書（ユーザ名、パスワードおよび許可など）と、セキュリティ要件（保護または暗号化された接続に関する要件など）を読み取る（３１４）。セキュリティ規約コンポーネント３００は、ジョブを実行するようスケジューラ２３５によって割り当てられているリソースを読み取り（３１６）、クライアントのセキュリティ証明書を、この割り当て済みのリソースにマッピングする（３１８）。スケジューラ２３５により選択される各リソースは、異なるセキュリティ・セマンティクスを使用していてもよい。クライアントのセキュリティ証明書のマッピングは、割り当て済みのリソースに適した構文またはプロトコルに対応するよう、証明書の書式を変更することを含む。セキュリティ規約コンポーネント３００は、グリッド管理システム２３０に不可欠なマッピング・サービスにより提供される、証明書マッピングを使用する。グリッド管理システム２３０は、ソース・ドメインの証明書からターゲット・ドメインの証明書へ容易に書式変更できるようにする、ドメイン間マッピング・サービス（ここでは示さない）として知られる従来技術を利用してもよい。セキュリティ規約コンポーネント３００は、もとのセキュリティ証明書およびマッピング済みのセキュリティ証明書、ならびにセキュリティ要件をセキュリティ規約ファイル２４０に保存して（３２０）終了する（３２２）。

図４は、監視コンポーネント４００の論理の流れ図を描いたものである。監視コンポーネント４００は、割り当て済みのリソース上で実行されるべきジョブをスケジューラ２３５が配布すると作動し（４１０）、セキュリティ規約ファイル２４０およびログ・ファイル２５０を開く（４１２）。監視コンポーネント４００は、割り当て済みのリソースからセキュリティ通知メッセージを受信する（４１４）。セキュリティ通知メッセージは、所定のグリッド機能であり、グリッド管理システム２３０へ定期的に送信される。セキュリティ通知メッセージは、ジョブを実行するのに使用されている証明書および許可、ならびに接続のセキュリティまたはプライバシの状態に関する情報を含む。監視コンポーネント４００は、セキュリティ状態の変化を検出すると（４１６）、新たなセキュリティ状態と、セキュリティ規約ファイル２４０内の要件とを比較し（４１８）、セキュリティ通知をクライアントへ送信する（４２０）。セキュリティ通知はすべてログ・ファイル２５０に保存される（４２２）。割り当て済みのリソースがアクティブにジョブを実行している間（４２４）、監視コンポーネント４００は、ステップ４１４〜４２２を繰り返す。割り当て済みのリソースがジョブを完了すると、監視コンポーネント４００は終了する（４２６）。

図５は、クライアント・インターフェース・コンポーネント５００の論理の流れ図を描いたものである。クライアント・インターフェース・コンポーネントは、クライアントにより起動されると作動し（５１０）、コマンド・プロンプト、ツールバーまたはメニュー・タブを備えたウィンドウなどのユーザ・インターフェースを開く（５１２）。クライアントがアクティブに実行されているジョブのセキュリティ状態を検査することを選択すると（５１４）、クライアント・インターフェース・コンポーネント５００は、セキュリティ規約ファイル２４０を開く（５１６）。クライアント・インターフェース・コンポーネント５００は、割り当て済みのリソースに対する現在のセキュリティ状態の問い合わせをグリッド管理システム２３０に行わせ（５１８）、セキュリティ規約ファイル２４０からのセキュリティ要件と、割り当て済みのリソースからの応答との両方を、ユーザ・インターフェースに表示する（５２０）。クライアントがログ・ファイル２５０の点検を選択すると（５２２）、クライアント・インターフェース・コンポーネント５００はログ・ファイル２５０を開き（５２４）、内容をユーザ・インターフェースに表示する（５２６）。クライアントがユーザ・インターフェースを閉じることを選択すると（５２８）、クライアント・インターフェース・コンポーネント５００はユーザ・インターフェースを閉じて（５３０）終了する（５３２）。

図６は、グリッド・セキュリティ・モニタのグラフィック表現を描いたものである。矢印６１０は、クライアント１１０がジョブ要求をグリッド管理システム２３０に提出するステップを表す。これらのステップは、クライアントのセキュリティ証明書と、セキュリティおよびプライバシの要件とを提出すること、ならびに、ジョブを実行するようスケジュールされた各リソースにセキュリティ証明書をマッピングすることを含む。矢印６２０は、セキュリティ規約２４０を作成し情報を保存することを表す。矢印６２０はさらに、セキュリティ規約２４０内の保存済み情報にアクセスして読み取ることを表す。矢印６３０は、セキュリティ規約２４０内に記載されているセキュリティ証明書および要件と共に、ジョブをリソース１３０に配布することを表す。矢印６４０は、リソース１３０からグリッド管理システム２３０へ送信される、所定のセキュリティ通知メッセージを表す。セキュリティ通知メッセージの内容は、セキュリティ規約２４０と比較され、（矢印６２０を介する）およびログ・ファイル２５０に保存される（矢印６４５を介する）。矢印６５０は、グリッド・セキュリティ・モニタ２００がセキュリティ通知メッセージをクライアント１１０へ転送することを表している。矢印６６０は、ユーザ・インターフェースによってクライアント１１０が、リソース１３０の直接的なセキュリティ検査の遂行（矢印６４０を介する）またはログ・ファイル２５０の点検（矢印６４５を介する）をすることができることを表している。

本発明の好適な実施形態を図面に示し、上記で説明してきたが、当業者には、好適な形態の変形が明らかであろう。上記の説明は例示のみを目的としており、本発明は、提示および説明された特定の形態に限定されると解釈されるべきではない。

例示的なグリッド・コンピュータ・ネットワークである。 コンピュータ上のメモリ内のプログラムおよびファイルを表す。 本発明の好適な実施形態に従ったセキュリティ規約コンポーネントの流れ図である。 本発明の好適な実施形態に従った監視コンポーネントの流れ図である。 本発明の好適な実施形態に従ったクライアント・インターフェース・コンポーネントの流れ図である。 本発明の好適な実施形態に従ったグリッド・セキュリティ・モニタのグラフィック表現である。

Claims (15)

1. グリッド上のリソースのセキュリティ状態を監視する、コンピュータ実装されたプロセスであって、
   グリッドに対してクライアントにより行われるジョブ要求を検出するステップであって、前記グリッドは、グリッド管理システムと、前記要求されたジョブを実行する少なくとも１つのコンピュータ・リソースとを含む、前記ステップと、
   セキュリティ証明書と、セキュリティ要件と、プライバシ要件とを含むセキュリティ規約を作成するステップと、
   前記要求されたジョブを実行している前記リソースからセキュリティ通知を受信するステップと、
   前記セキュリティ通知内の前記セキュリティ状態と、前記セキュリティ規約内の前記セキュリティ要件とを比較するステップと、
   前記セキュリティ規約に違反するセキュリティ状態変化を、前記クライアントに通知するステップと、
   を含む、コンピュータ実装されたプロセス。
2. すべてのセキュリティ通知が前記クライアントへ転送される、請求項１に記載のコンピュータ実装されたプロセス。
3. すべてのセキュリティ通知をログ・ファイルに保存するステップをさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実装されたプロセス。
4. 前記クライアントは前記ログ・ファイルにアクセスする、請求項３に記載のコンピュータ実装されたプロセス。
5. 前記クライアントからセキュリティ検査要求を受信するステップと、
   選択されたジョブを実行している前記リソースの前記セキュリティ状態を要求するステップと、
   前記リソースからセキュリティ状態通知を受信するステップと、
   前記セキュリティ状態通知を前記クライアントへ転送するステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実装されたプロセス。
6. グリッド上のリソースのセキュリティ状態を監視する装置であって、
   プロセッサと、
   前記プロセッサに接続されたメモリと、
   前記コンピュータ・メモリ内のグリッド管理プログラムと、
   グリッドに対してクライアントによって行われたジョブ要求を検出し、クライアントのセキュリティ証明書と、セキュリティ要件と、プライバシ要件とを含むセキュリティ規約を作成し、前記グリッド上のリソースにジョブを実行依頼し、セキュリティ通知メッセージを前記リソースから受信し、前記クライアントに前記リソース上でのセキュリティ・コンテキストの任意の変化を通知するよう動作可能であり前記メモリ内にあるグリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムであって、前記グリッドは、グリッド管理システムと、前記要求されたジョブを実行する少なくとも１つのコンピュータ・リソースとを含む、前記グリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムと、
   を含む装置。
7. 前記グリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムは、すべてのセキュリティ通知を前記クライアントへ転送する、請求項６に記載の装置。
8. 前記グリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムは、すべてのセキュリティ通知をログ・ファイルに保存する、請求項６に記載の装置。
9. 前記グリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムは、前記ログ・ファイルへのアクセスを前記クライアントに許可する、請求項８に記載の装置。
10. 前記グリッド・セキュリティ・モニタ・プログラムは、前記クライアントからセキュリティ検査要求を受信し、選択されたジョブを実行している前記リソースの前記セキュリティ状態を要求し、前記リソースからセキュリティ状態通知を受信し、前記セキュリティ状態通知を前記クライアントへ転送するようさらに動作可能である、請求項６に記載の装置。
11. グリッド上のリソースのセキュリティ状態を監視するためのコンピュータ・プログラムであって、該プログラムがコンピュータに、
    グリッドに対してクライアントにより行われたジョブ要求を検出する機能であって、前記グリッドは、グリッド管理システムと、前記要求されたジョブを実行する少なくとも１つのコンピュータ・リソースとを含む、前記機能と、
    前記グリッド上のリソースにジョブを実行依頼するクライアントのセキュリティ証明書と、セキュリティ要件と、プライバシ要件とを含むセキュリティ規約を作成する機能と、
    前記リソースからセキュリティ通知メッセージを受信する機能と、
    前記リソース上でのセキュリティ・コンテキストの任意の変化を前記クライアントに通知する機能と、
    を実行させる、コンピュータ・プログラム。
12. すべてのセキュリティ通知を前記クライアントへ転送する機能をさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム。
13. すべてのセキュリティ通知をログ・ファイルに保存する機能をさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム。
14. 前記ログ・ファイルへのアクセスを前記クライアントに許可する機能をさらに含む、請求項１３に記載のコンピュータ・プログラム。
15. セキュリティ検査要求を前記クライアントから受信する機能と、
    選択されたジョブを実行している前記リソースの前記セキュリティ状態を要求する機能と、
    前記リソースからセキュリティ状態通知を受信する機能と、
    前記セキュリティ状態通知を前記クライアントへ転送する機能と、
    をさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム。

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