ক্লাউড সার্ভিস প্রমাণীকরণের জন্য বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ড তৈরির কৌশল

সূচিপত্র

1. ভূমিকা

ক্লাউড কম্পিউটিং ইন্টারনেটের মাধ্যমে চাহিদাভিত্তিক পরিষেবা (SaaS, PaaS, IaaS, DSaaS) প্রদান করে। এই পরিষেবাগুলিতে নিরাপদ প্রবেশাধিকার নির্ভর করে দৃঢ় প্রমাণীকরণের উপর। পাঠ্য, গ্রাফিক্যাল এবং 3D পাসওয়ার্ডের মতো ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতিগুলির উল্লেখযোগ্য ত্রুটি রয়েছে: অভিধান/ব্রুট ফোর্স আক্রমণের প্রতি দুর্বলতা (পাঠ্য), সময়ের জটিলতা এবং সীমিত পাসওয়ার্ড স্থান (গ্রাফিক্যাল), এবং অন্যান্য সীমাবদ্ধতা (3D)। এই গবেষণাপত্রটি ক্লাউড প্যারাডাইম থেকে একাধিক ইনপুট প্যারামিটার একত্রিত করে ক্লাউড পরিষেবার জন্য শক্তিশালী প্রমাণীকরণ তৈরি করতে একটি বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ড তৈরির কৌশল প্রস্তাব করে।

2. প্রস্তাবিত বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ড তৈরির কৌশল

মূল ধারণাটি হল একাধিক প্যারামিটার (মাত্রা) থেকে তৈরি একটি পাসওয়ার্ড ব্যবহার করে ক্লাউড অ্যাক্সেস প্রমাণিত করা। এই প্যারামিটারগুলিতে পাঠ্য তথ্য, ছবি, লোগো, স্বাক্ষর এবং অন্যান্য ক্লাউড-নির্দিষ্ট উপাদান অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। এই বহুমুখী পদ্ধতির লক্ষ্য পাসওয়ার্ড স্থান এবং জটিলতা সূচকীয়ভাবে বৃদ্ধি করা, যার ফলে ব্রুট ফোর্স আক্রমণ সফল হওয়ার সম্ভাবনা হ্রাস পায়।

2.1 স্থাপত্য ও ক্রমচিত্র

প্রস্তাবিত সিস্টেম স্থাপত্যে একটি ক্লায়েন্ট ইন্টারফেস, একটি প্রমাণীকরণ সার্ভার এবং ক্লাউড পরিষেবা জড়িত। অপারেশনের ক্রমটি হল: ১) ব্যবহারকারী একটি বিশেষায়িত ইন্টারফেসের মাধ্যমে বিভিন্ন মাত্রায় একাধিক প্যারামিটার ইনপুট দেয়। ২) সিস্টেম একটি সংজ্ঞায়িত অ্যালগরিদম ব্যবহার করে এই ইনপুটগুলি প্রক্রিয়া করে এবং একত্রিত করে একটি অনন্য, বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ড হ্যাশ বা টোকেন তৈরি করে। ৩) এই তৈরি করা শংসাপত্রটি যাচাইয়ের জন্য প্রমাণীকরণ সার্ভারে প্রেরণ করা হয়। ৪) সফল যাচাইয়ের পরে, অনুরোধ করা ক্লাউড পরিষেবায় প্রবেশাধিকার মঞ্জুর করা হয়। স্থাপত্যটি পাসওয়ার্ড তৈরির যুক্তিকে মূল ক্লাউড পরিষেবা থেকে আলাদা করার উপর জোর দেয়।

2.2 বিস্তারিত নকশা ও অ্যালগরিদম

নকশাটি বহুমাত্রিক ইনপুট সংগ্রহ করার জন্য ব্যবহারকারী ইন্টারফেস এবং পাসওয়ার্ড তৈরির জন্য ব্যাকএন্ড অ্যালগরিদমের বিস্তারিত বিবরণ দেয়। অ্যালগরিদমে সম্ভবত বিভিন্ন ইনপুট প্রকারকে স্বাভাবিক করার ধাপ (যেমন, একটি ছবিকে বৈশিষ্ট্য ভেক্টরে রূপান্তর করা, পাঠ্য হ্যাশ করা), একটি ফাংশন ব্যবহার করে সেগুলি একত্রিত করা (যেমন, সংযুক্তিকরণের পরে একটি ক্রিপ্টোগ্রাফিক হ্যাশ), এবং একটি চূড়ান্ত নিরাপদ টোকেন তৈরি করা জড়িত। গবেষণাপত্রটি এই অ্যালগরিদম এবং ছবি নির্বাচন, পাঠ্য প্রবেশ ক্ষেত্র এবং স্বাক্ষর প্যাড দেখানো সাধারণ UI মকআপ উপস্থাপন করে।

3. নিরাপত্তা বিশ্লেষণ ও ভাঙার সম্ভাবনা

একটি মূল অবদান হল প্রমাণীকরণ সিস্টেম ভাঙার সম্ভাবনার উদ্ভব। যদি একটি ঐতিহ্যবাহী পাঠ্য পাসওয়ার্ডের স্থানের আকার $S_t$ হয়, এবং প্রতিটি যোগ করা মাত্রা (যেমন, $n$ সংখ্যক ছবির সেট থেকে একটি ছবি নির্বাচন) $S_i$ আকারের একটি স্থান যোগ করে, তাহলে $k$ মাত্রার জন্য মোট পাসওয়ার্ড স্থান হয়ে যায় আনুমানিক $S_{total} = S_t \times \prod_{i=1}^{k} S_i$। একটি ব্রুট ফোর্স আক্রমণের হার $R$ ধরে নিলে, পাসওয়ার্ড ভাঙার সময় $S_{total} / R$ এর সাথে স্কেল করে। গবেষণাপত্রটি যুক্তি দেয় যে $k$ এবং প্রতিটি $S_i$ বৃদ্ধি করে, $S_{total}$ গুণনীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়, যা ব্রুট ফোর্স আক্রমণকে গণনীয়ভাবে অসম্ভব করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ৪-মাত্রিক পাসওয়ার্ড যা একটি ৮-অক্ষরের পাঠ্য (~$2^{53}$ সম্ভাবনা), ১০০টি ছবি থেকে একটি নির্বাচন, একটি গ্রাফিক্যাল জেসচার ক্রম এবং একটি স্বাক্ষর হ্যাশকে একত্রিত করে, তা $2^{200}$ অতিক্রম করে এমন একটি অনুসন্ধান স্থান তৈরি করতে পারে, যা দৃশ্যমান কম্পিউটিং শক্তির বিরুদ্ধে নিরাপদ বলে বিবেচিত হয়।

4. উপসংহার ও ভবিষ্যৎ কাজ

গবেষণাপত্রটি উপসংহারে পৌঁছেছে যে বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ড কৌশলটি ক্লাউড প্যারাডাইমের বিশাল প্যারামিটার স্থান ব্যবহার করে ক্লাউড প্রমাণীকরণের জন্য একটি শক্তিশালী বিকল্প প্রদান করে। এটি একক-মাত্রিক পদ্ধতির দুর্বলতাগুলি প্রশমিত করে। প্রস্তাবিত ভবিষ্যৎ কাজের মধ্যে রয়েছে একটি প্রোটোটাইপ বাস্তবায়ন, স্মরণযোগ্যতা এবং ব্যবহারযোগ্যতা নিয়ে ব্যবহারকারী গবেষণা পরিচালনা করা, ব্যবহারকারীর আচরণের ভিত্তিতে অভিযোজিত প্রমাণীকরণের জন্য মেশিন লার্নিং অন্বেষণ এবং OAuth 2.0 বা OpenID Connect-এর মতো বিদ্যমান মানদণ্ডের সাথে কৌশলটি একীভূত করা।

5. মূল বিশ্লেষণ ও বিশেষজ্ঞ মন্তব্য

মূল অন্তর্দৃষ্টি: গবেষণাপত্রের মৌলিক প্রস্তাবনা—যে নিরাপত্তা সংযোজনমূলক নয় বরং গুণনীয়ভাবে প্রমাণীকরণ ফ্যাক্টর স্থান প্রসারিত করে শক্তিশালী করা যেতে পারে—তত্ত্বে সঠিক কিন্তু অনুশীলনে কুখ্যাতভাবে চ্যালেঞ্জিং। এটি সঠিকভাবে একক-ফ্যাক্টর পদ্ধতির এনট্রপি সিলিং চিহ্নিত করে কিন্তু মানব-ফ্যাক্টর বাধাগুলিকে অবমূল্যায়ন করে। পদ্ধতিটি ৯০-এর দশকের শেষের দিকের "জ্ঞানীয় পাসওয়ার্ড" ধারণার কথা স্মরণ করিয়ে দেয়, যা ব্যবহারযোগ্যতার সমস্যার কারণে গ্রহণে সংগ্রাম করেছিল।

যুক্তিগত প্রবাহ: যুক্তিটি একটি ক্লাসিক একাডেমিক কাঠামো অনুসরণ করে: সমস্যা সংজ্ঞা (দুর্বল বিদ্যমান পদ্ধতি), অনুমান (বহুমাত্রিক ইনপুট নিরাপত্তা বৃদ্ধি করে), এবং তাত্ত্বিক বৈধতা (সম্ভাব্যতা বিশ্লেষণ)। যাইহোক, একটি বৃহত্তর তাত্ত্বিক পাসওয়ার্ড স্থান থেকে ব্যবহারিক নিরাপত্তায় যাওয়ার যুক্তিগত লাফ উল্লেখযোগ্য। এটি ফিশিং (যা সম্পূর্ণ বহুমাত্রিক প্রবেশকে বাইপাস করবে), রিয়েল-টাইমে ইনপুট ক্যাপচার করা ম্যালওয়্যার, বা জেনারেশন অ্যালগরিদমের উপর সাইড-চ্যানেল আক্রমণের মতো সমালোচনামূলক হুমকি মডেলগুলিকে উপেক্ষা করে। NIST-এর ডিজিটাল আইডেন্টিটি গাইডলাইন (SP 800-63B) এ উল্লেখিত হিসাবে, গোপন জটিলতা শুধুমাত্র একটি স্তম্ভ; ক্যাপচার, পুনরাবৃত্তি এবং ফিশিং-এর বিরুদ্ধে প্রতিরোধ সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

শক্তি ও ত্রুটি: প্রাথমিক শক্তি হল সমাবেশ জটিলতা বৃদ্ধির জন্য এর মার্জিত গাণিতিক ভিত্তি। এটি শংসাপত্র স্থান প্রসারিত করার একটি চতুর একাডেমিক অনুশীলন। প্রধান ত্রুটি হল এর ব্যবহারিক স্বল্পদৃষ্টি। প্রথমত, ব্যবহারযোগ্যতা সম্ভবত দুর্বল। একাধিক পৃথক উপাদান (একটি বাক্যাংশ, একটি নির্দিষ্ট ছবি, একটি স্বাক্ষর) মনে রাখা এবং সঠিকভাবে পুনরুত্পাদন করা একটি উচ্চ জ্ঞানীয় চাপ আরোপ করে, যা ব্যবহারকারীর হতাশা, লগইন সময় বৃদ্ধি এবং শেষ পর্যন্ত, শংসাপত্র লিখে রাখার মতো অনিরাপদ ব্যবহারকারী আচরণের দিকে নিয়ে যায়। দ্বিতীয়ত, এটি সম্ভাব্যভাবে আক্রমণের পৃষ্ঠতল বৃদ্ধি করে। প্রতিটি নতুন ইনপুট মাত্রা (যেমন, একটি স্বাক্ষর ক্যাপচার উপাদান) তার ক্যাপচার বা প্রক্রিয়াকরণ কোডে নতুন সম্ভাব্য দুর্বলতা প্রবর্তন করে। তৃতীয়ত, এটি WebAuthn-এর মতো আধুনিক, টোকেন-ভিত্তিক, ফিশিং-প্রতিরোধী প্রমাণীকরণ প্রবাহের সাথে আন্তঃপরিচালনযোগ্যতার অভাব রয়েছে, যা পাবলিক-কি ক্রিপ্টোগ্রাফি ব্যবহার করে এবং FIDO অ্যালায়েন্স দ্বারা সমর্থিত।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: ক্লাউড নিরাপত্তা স্থপতিদের জন্য, এই গবেষণাপত্রটি একটি ব্লুপ্রিন্টের চেয়ে বেশি একটি চিন্তার সূচক হিসেবে কাজ করে। কার্যকরী উপলব্ধি হল এই নির্দিষ্ট স্কিমটি বাস্তবায়ন করা নয়, বরং এর মূল নীতিটি গ্রহণ করা: স্তরযুক্ত, প্রসঙ্গ-সচেতন প্রমাণীকরণ। প্রতিটি লগইনে একাধিক ইনপুট বাধ্যতামূলক করার পরিবর্তে, একটি বেশি কার্যকর পথ হল অভিযোজিত প্রমাণীকরণ। একটি শক্তিশালী ফ্যাক্টর (যেমন WebAuthn-এর মাধ্যমে একটি হার্ডওয়্যার নিরাপত্তা কী) ভিত্তি হিসেবে ব্যবহার করুন, এবং অতিরিক্ত, কম-ঘর্ষণ প্রসঙ্গ পরীক্ষা (ডিভাইস ফিঙ্গারপ্রিন্টিং, আচরণগত বায়োমেট্রিক্স, অবস্থান) স্তরবদ্ধ করুন যা সিস্টেম দ্বারা স্বচ্ছভাবে পরিচালিত হয়। এটি ব্যবহারকারীর উপর বোঝা না দিয়ে উচ্চ নিরাপত্তা অর্জন করে। গুগল এবং মাইক্রোসফটের জিরো-ট্রাস্ট বাস্তবায়নে দেখা যায়, ভবিষ্যৎ ক্রমাগত, ঝুঁকি-ভিত্তিক মূল্যায়নে নিহিত, ক্রমবর্ধমান জটিল স্থির পাসওয়ার্ডে নয়—এমনকি বহুমাত্রিকগুলিতেও নয়। গবেষণার প্রচেষ্টা ফিশিং-প্রতিরোধী বহু-ফ্যাক্টর প্রমাণীকরণ (MFA) মানদণ্ডের ব্যবহারযোগ্যতা এবং স্থাপনা উন্নত করার জন্য ব্যয় করা ভাল হবে, আরও মাত্রা দিয়ে পাসওয়ার্ড চাকা পুনরায় উদ্ভাবনের জন্য নয়।

6. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক ভিত্তি

নিরাপত্তা পরিমাপ করা হয় পাসওয়ার্ড স্থানের আকার দ্বারা। ধরা যাক:

• $D = \{d_1, d_2, ..., d_k\}$ হল $k$ মাত্রার সেট।
• $|d_i|$ মাত্রা $i$ এর জন্য সম্ভাব্য স্বতন্ত্র মান/পছন্দের সংখ্যা উপস্থাপন করে।

সম্ভাব্য অনন্য বহুমাত্রিক পাসওয়ার্ডের মোট সংখ্যা ($N$) হল: $$N = \prod_{i=1}^{k} |d_i|$$ যদি একটি ব্রুট ফোর্স আক্রমণ প্রতি সেকেন্ডে $A$ সংখ্যক পাসওয়ার্ড চেষ্টা করতে পারে, তাহলে সমানভাবে এলোমেলোভাবে একটি পাসওয়ার্ড অনুমান করার প্রত্যাশিত সময় $T$ হল: $$T \approx \frac{N}{2A} \text{ সেকেন্ড}$$ উদাহরণস্বরূপ:

• পাঠ্য (৮ অক্ষর, প্রতি অক্ষরে ৯৪টি পছন্দ): $|d_1| \approx 94^8 \approx 6.1 \times 10^{15}$
• ১০০টি থেকে ছবি নির্বাচন: $|d_2| = 100$
• ৪-অঙ্কের PIN: $|d_3| = 10^4 = 10000$

তাহলে $N \approx 6.1 \times 10^{15} \times 10^2 \times 10^4 = 6.1 \times 10^{21}$। $A = 10^9$ প্রচেষ্টা/সেকেন্ড হলে, $T \approx 3.05 \times 10^{12}$ সেকেন্ড ≈ ৯৬,০০০ বছর। এটি তাত্ত্বিক শক্তি প্রদর্শন করে।

7. বিশ্লেষণ কাঠামো ও ধারণাগত উদাহরণ

দৃশ্যকল্প: একটি ক্লাউড-ভিত্তিক আর্থিক ড্যাশবোর্ডে (SaaS) নিরাপদ প্রবেশাধিকার। কাঠামো প্রয়োগ:

1. মাত্রা সংজ্ঞা: পরিষেবা এবং ব্যবহারকারীর জন্য প্রাসঙ্গিক মাত্রা নির্বাচন করুন।
   • D1: জ্ঞান-ভিত্তিক: একটি পাসফ্রেজ (যেমন, "BlueSky@2024")।
   • D2: ছবি-ভিত্তিক: একটি গ্রিডে উপস্থাপিত ৫০টি বিমূর্ত প্যাটার্নের সেট থেকে একটি ব্যক্তিগত "নিরাপত্তা ছবি" নির্বাচন।
   • D3: গতি-ভিত্তিক: একটি টাচ ইন্টারফেসে একটি সরল, পূর্বনির্ধারিত ড্র্যাগ জেসচার (যেমন, একটি নির্দিষ্ট ক্রমে তিনটি বিন্দু সংযোগ করা)।
2. শংসাপত্র তৈরি: সিস্টেমটি পাসফ্রেজের SHA-256 হ্যাশ নেয়, নির্বাচিত ছবির একটি অনন্য ID এবং জেসচার পথের একটি ভেক্টর উপস্থাপনার সাথে এটি সংযুক্ত করে এবং সম্মিলিত স্ট্রিংটি হ্যাশ করে একটি চূড়ান্ত প্রমাণীকরণ টোকেন তৈরি করে: $Token = Hash(Hash(Text) || Image_{ID} || Gesture_{Vector})$।
3. প্রমাণীকরণ প্রবাহ: ব্যবহারকারী নিম্নলিখিতভাবে লগ ইন করে: ১) পাসফ্রেজ প্রবেশ করে, ২) এলোমেলোভাবে সাজানো একটি গ্রিড থেকে তাদের নিবন্ধিত ছবি নির্বাচন করে (স্ক্রিনশট আক্রমণ প্রতিহত করে), ৩) ড্র্যাগ জেসচার সম্পাদন করে। সিস্টেমটি টোকেনটি পুনরায় তৈরি করে এবং সংরক্ষিত মানের সাথে তুলনা করে।
4. নিরাপত্তা মূল্যায়ন: একজন আক্রমণকারীকে এখন তিনটি উপাদান সঠিকভাবে এবং ক্রমানুসারে অনুমান/ক্যাপচার করতে হবে। একটি কীলগার শুধুমাত্র পাসফ্রেজ পায়। একজন কাঁধে-দর্শক ছবি এবং জেসচার দেখতে পারে কিন্তু পাসফ্রেজ দেখতে পারে না। সম্মিলিত এনট্রপি উচ্চ।
5. ব্যবহারযোগ্যতা বিনিময়: লগইন সময় বৃদ্ধি পায়। ব্যবহারকারীরা কোন ছবি বা জেসচার তারা বেছে নিয়েছে তা ভুলে যেতে পারে, যা লকআউট এবং হেল্পডেস্ক খরচের দিকে নিয়ে যায়। এটি পরিচালনা করার জন্য সমালোচনামূলক বিনিময়।

8. ভবিষ্যৎ প্রয়োগ ও গবেষণার দিকনির্দেশ

প্রয়োগ:

• উচ্চ-মূল্যের ক্লাউড লেনদেন: আর্থিক বা স্বাস্থ্যসেবা ক্লাউডে বড় তহবিল স্থানান্তর বা সংবেদনশীল ডেটা অ্যাক্সেস অনুমোদনের জন্য, যেখানে অতিরিক্ত লগইন ঘর্ষণ গ্রহণযোগ্য।
• বিশেষাধিকারপ্রাপ্ত অ্যাক্সেস ব্যবস্থাপনা (PAM): ক্লাউড অবকাঠামোতে (IaaS) অ্যাক্সেস করা প্রশাসকদের জন্য একটি অতিরিক্ত স্তর হিসেবে।
• IoT ক্লাউড গেটওয়ে: একটি ক্লাউড প্ল্যাটফর্মের সাথে সংযোগকারী IoT ডিভাইসের নিরাপদ, প্রাথমিক সরবরাহ এবং ব্যবস্থাপনার জন্য।

গবেষণার দিকনির্দেশ:

• ব্যবহারযোগ্যতা-কেন্দ্রিক নকশা: গবেষণা অবশ্যই বহুমাত্রিক প্রমাণীকরণকে স্বজ্ঞাত করার উপর ফোকাস করতে হবে। ব্যবহারকারীর প্রসঙ্গ (ডিভাইস, অবস্থান) এর ভিত্তিতে মাত্রাগুলি অভিযোজিতভাবে নির্বাচন করা যেতে পারে কি না যাতে নিয়মিত ঘর্ষণ হ্রাস পায়?
• আচরণগত বায়োমেট্রিক্সের সাথে একীকরণ: স্পষ্ট মাত্রার পরিবর্তে, লগইন প্রক্রিয়া চলাকালীন টাইপিং ছন্দ, মাউস চলাচল বা টাচস্ক্রিন ইন্টারঅ্যাকশন প্যাটার্নের মতো অন্তর্নিহিতগুলিকে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে একটি অবিচ্ছিন্ন, স্বচ্ছ মাত্রা গঠনের জন্য।
• পোস্ট-কোয়ান্টাম বিবেচনা: বহুমাত্রিক টোকেন তৈরির অ্যালগরিদম কীভাবে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং আক্রমণের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী করা যায় তা অন্বেষণ করুন, পোস্ট-কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফিক হ্যাশ ব্যবহার করে।
• মানকীকরণ: একটি প্রধান বাধা হল মানের অভাব। ভবিষ্যৎ কাজ FIDO2/WebAuthn-এর পাশাপাশি কাজ করতে পারে এমন আন্তঃপরিচালনযোগ্য বহুমাত্রিক শংসাপত্র বিন্যাসের জন্য একটি কাঠামো প্রস্তাব করতে পারে।

9. তথ্যসূত্র

1. Mell, P., & Grance, T. (2011). The NIST Definition of Cloud Computing. National Institute of Standards and Technology, SP 800-145.
2. NIST. (2020). Digital Identity Guidelines: Authentication and Lifecycle Management. National Institute of Standards and Technology, SP 800-63B.
3. FIDO Alliance. (2022). FIDO2: WebAuthn & CTAP Specifications. Retrieved from https://fidoalliance.org/fido2/
4. Bonneau, J., Herley, C., van Oorschot, P. C., & Stajano, F. (2012). The Quest to Replace Passwords: A Framework for Comparative Evaluation of Web Authentication Schemes. IEEE Symposium on Security and Privacy.
5. Wang, D., Cheng, H., Wang, P., Huang, X., & Jian, G. (2017). A Survey on Graphical Password Schemes. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing.
6. Google Cloud. (2023). BeyondCorp Enterprise: A zero trust security model. Retrieved from https://cloud.google.com/beyondcorp-enterprise