“복잡한 비즈니스 로직을 위한 워크플로우 보안 정책 메타모델: 색상 페트리넷 기반 분석”

먼저, 제안된 메타모델을 컬러드 페트리 네트워크(colored Petri net) 라는 그래픽 기반의 수학적 모델로 변환하는 절차를 상세히 기술한다. 컬러드 페트리 네트워크는 토큰(token)에 색(color)이라는 속성을 부여함으로써, 동일한 구조 내에서 서로 다른 종류의 데이터나 권한 정보를 동시에 표현할 수 있는 강력한 표현력을 제공한다. 이러한 변환 과정을 통해 메타모델에 정의된 각 작업(task), 자원(resource), 제약(constraint) 등이 모두 네트워크의 장소(place), 전이(transition), 아크(arc) 등으로 매핑되며, 결과적으로 전체 워크플로우와 보안 정책이 하나의 통합된 상태 공간(state‑space) 안에 포함된다.

논문에서는 구체적인 사례로 온라인 뱅킹 시스템에 적용된 보안 정책을 선택하여, 메타모델 → 컬러드 페트리 네트워크 변환 → 상태 공간 생성까지의 전 과정을 단계별로 보여준다. 예를 들어, 고객이 계좌 이체를 요청하는 과정에서 “고액 이체는 이중 인증을 거쳐야 한다”, “특정 시간대에는 해외 IP 주소에서의 접근을 제한한다”와 같은 비즈니스 규칙이 메타모델의 제약식으로 기술되고, 이 제약식은 색이 부여된 토큰의 흐름을 제한하는 형태로 페트리 네트워크에 반영된다.

이후, 생성된 페트리 네트워크의 상태 공간에 대해 프레디케이트(predicate) 형태의 질의문을 작성함으로써, 모델이 실제로 기대하는 보안 정책과 일치하는지를 검증한다. 프레디케이트는 예를 들어 “모든 정상적인 이체 요청이 이중 인증 절차를 거치지 않은 상태로 최종 승인 단계에 도달하는 경우가 존재하는가?”와 같은 형태로 표현될 수 있다. 이러한 질의문을 통해 형식화된 저수준 모델과 고수준의 정책 서술(예: 정책 문서, 운영 매뉴얼) 사이에 직접적인 연결 고리를 만들 수 있으며, 이는 제안된 방법론이 정책 서술을 자동 혹은 반자동으로 검증하는 데 실용적임을 입증한다.

특히, 메타모델은 다양한 비즈니스 서비스에 속하는 작업들 간에 정보 흐름(info‑flow) 에 대한 제한을 명시적으로 기술한다. 이러한 제한은 서로 다른 서비스 영역이 독립적으로 동작하도록 보장함과 동시에, 상태 공간을 부분(partition)별로 나누어 분석할 수 있는 기반을 제공한다. 예를 들어, 결제 서비스와 고객 관리 서비스가 각각 별도의 토큰 색을 사용하도록 설계하면, 두 서비스 간의 상태 전이는 물리적으로 차단되며, 결과적으로 전체 상태 공간을 두 개 이상의 작은 서브스페이스(sub‑space)로 분할할 수 있다. 이와 같이 분할된 서브스페이스는 각각 독립적으로 탐색 가능하므로, 전통적인 상태 공간 폭발(state‑space explosion) 문제를 효과적으로 회피할 수 있다.

논문은 또한 기존에 제안된 유사 모델들을 폭넓게 검토하고, 제안된 메타모델이 갖는 표현력(expressiveness) 의 향상을 강조한다. 기존 모델들은 주로 “불안전한 상태(insecure state)” 자체를 식별하는 데 초점을 맞추는 반면, 본 연구에서는 불안전한 상태로 이어지는 경로(insecure state paths) 를 탐색함으로써, 잠재적인 보안 위협이 실제로 발생하기까지의 전 과정을 추적한다. 이는 정책 설계자가 “어떤 상황에서 위험이 발생할 수 있는가”를 사전에 파악하고, 사전 예방적인 조치를 설계하는 데 큰 도움이 된다.

마지막으로, 논문은 앞서 제시한 온라인 뱅킹 시스템 사례에서 정책을 성공적으로 표현(represent) 하고 분석(analyze) 한 결과를 상세히 보고한다. 구체적인 프레디케이트 질의와 그에 대한 해답을 통해, 제안된 메타모델‑컬러드 페트리 네트워크 접근법이 실제 비즈니스 환경에서 요구되는 복합적인 보안 요구사항을 충족시킬 수 있음을 실증한다. 더불어, 일반적인 경우에 대한 논리적 추론(logic reasoning) 을 추가로 제시함으로써, 특정 사례에 국한되지 않고 다양한 온라인 서비스 워크플로우에 적용 가능한 범용적인 방법론임을 입증한다.

요약하면, 본 논문이 제안하는 형식 메타모델은 복잡한 비즈니스 규칙과 전통적인 접근 제어를 동시에 다룰 수 있는 통합 모델이며, 이를 컬러드 페트리 네트워크로 변환하고 상태 공간에 대한 프레디케이트 질의를 수행함으로써, 고수준 보안 정책 서술과 저수준 형식 모델 사이의 일관성을 검증한다. 또한, 작업 간 독립성을 보장하는 정보 흐름 제한을 통해 상태 공간을 효율적으로 분할·분석함으로써 상태 공간 폭발 문제를 완화하고, 기존 모델 대비 불안전한 상태 경로까지 포괄적으로 탐색할 수 있는 향상된 표현력을 제공한다. 이러한 일련의 과정과 실험 결과는 제안된 접근법이 온라인 서비스 시스템에서 워크플로우 기반 보안 정책을 설계·검증하는 데 충분히 적합하고 실용적임을 강력히 뒷받침한다.