Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l. 8 ,  No. 6 ,  D ece m ber 201 8 , pp.  5278 ~ 52 91   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 8 i 6 . pp 5278 - 52 91     5278       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   A   UM L  Profile  f or Secur ity and  Code Ge neration       A bdell ati f   L asbah an i ,  M osta fa   Chhi ba ,  A b delm ou me n   T abyaoui   RMI L abor a tor y ,   FS TS  Hass an  1 st   Univer si t y ,   Morocc o       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J un   23 , 2 01 7   Re vised  Ju l   28 ,  201 8   Accepte d  Aug   11 , 201 8       Rec en tly ,   m an y  rese arc h  studies   have   suggested  the   int egr a ti o n  of  safe t y   engi ne eri ng  at   a n  ea rl y   stage   of   m odel ing  and  s y stem  deve lop m ent   using  Model - Drive n  Archi tectur e   ( M DA ).   Thi s  concept   consists  in  d epl o y ing   th e   UM L  (Unifie d  Modeli ng  L angu age )  st anda rd as  apr incipal m et a m odel   for  the  abstra c ti ons  of   d iffe ren t  s y s te m s.   To  our   knowle dge,   m ost  of   this   work  has  foc used  on  in te g rat ing  se cur i t y   r equi rement s  aft e r  the   implemen t at ion  ph ase   without   t aki ng  t hem  int o  a cc oun t  when  design in g  s y stems .   In  this   work,  we  foc used  our  e ff orts  on  non - fun ct ion al   asp ec ts  such  as  the  business  logi c   lay er ,   da ta   f low  m onit oring,   and high - qual i t y   serv ic e  d eliver y .  Pra ct i ca l l y ,   we   have   proposed   a  new  UM L  profil e  for  se cur ity   in te gr at io n  and  code  gene ra ti on  for  t he  Java   pl at for m .   The ref or e,   th e  sec uri t y   prope rti es  will   b e   desc ribe d  b y   a  UM L  profil e and  t he  OCL  la ngu ag e  to  ver i f y   the   r e quire m ent s  of  conf id ent i al i t y ,   aut hori zatio n,   av ai l ability ,   data  in te gr ity ,  and   da ta  enc r y pt ion.   Fin al l y ,   the   sourc e  code   such  a s  the   appl ication  sec urity   conf iguration,  th e  m et hod  sign atures  and  the ir   b odie s,  the   p ersis te nt  entities  and  th e  sec ur ity  cont ro ll ers  g en era t ed  from   seq uenc e   dia gr am  of  s y stem’s   int ern al   beh av io r   aft er   it s  ex te n sion  with  thi s  p rofil e  and  app l ying  a  set   of   tra nsform at ions .   Ke yw or d:   Cod e  g e ner at i on   LOC   MDA   Mod el   t ra nsfo r m at ion   SD S IB   Secu rity  p r of il e   Secu rity  p r op e rtie s   SPEM   Copyright   ©   201 8 Instit ute of   Ad v ance d  Engi ne eri ng  and  Sc ie n ce .    All   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Abdell at if Las bah a ni,    RM I  Lab orat ory ,    FSTS Hassa n 1st Uni ver sit y,    26000. Sett at , M orocc o .   Em a il :  abb della ti f. la sb ah ani @g m ai l.co m       1.   INTROD U CTION   In  t he  rese nt  y ears,  we  witne ssed  a  fast  te chnolo gical   ev ol ution   acc om pan ie d  with  a  m assive  use   of   IT  ser vices  tha t  autom at ed  and   facil it at ed  m any  thin gs   in  our  daily   li ves.   A  trem end ous  a m ou nt  of   s oft ware   app li cat io ns   a nd  syst em s  are  buil t  ever y  day  ar ound  t he   w or l d  to  co ver  the  e volvi ng  cust om ers’   nee ds .   Con se quently ,   existi ng   a pp li cat ion s  s hould  be  update d  a nd   e nhance d  c on sta ntly .  For   this  reason,  Mod el - Dr i ven   Ar c hitec ture  (M DA)   has  bee n  de ve lop e d  to  pr ovide  an  in novat ive  de velo pm e nt  process  bas ed  on   m od el s .MDA   is  an  init ia ti ve  pro po se d  by  O bj ect   Ma na ge m ent  Gr ou p  ( OMG )  to  pick  up   the  sta nd a r d  UML ,   wh ic h  is  de ploy ed  f or  m od el ing  O bject - Or ie nted   Syst em s’  desig n.  MD A  trie s  to  c over   up  the   f ull  s of t war e   dev el op m ent  l ife  cy cl e  sta rt ing   f ro m   the  incepti on  phas e  un ti l  the  m ai ntenance   or   transiti on   ph a s e.  In  add it io n,   MD A  is  a  m od el ing   la ngua ge  bas ed  pri ncipall y  on   the  s or ti ng  ou t  of  preocc upat ions  in  the  f or m   of  abstracti on le ve ls w her e e ve r yone re pr ese nt s a  diff e ren t  syst e m ’s  view .    The  se par at io n  of   the  syst em   m od el s  can  fa ci li ta te  the  i m pro vem ent  of   the  no n - functi onal   aspects   with  s upplem e ntary  sec ur it y  i nfor m at ion   to   m ake  it   m or e  com plete .  Ther e fore,  M D A  a ppr oac h  prom otes  the   m assive  exp l oit  of   m od el   thro ug h  the  w ho l e  so ftwa re  de ve lop m ent  pr oc ess  pleadin g  f r om   a   Co m pu ta ti on   Inde pende nt  Mod el   (CIM )  ded ic at e d  for  r equ i rem ents  sp eci ficat ion s  to  cod e  m od el   or  com po nen ts  tr ansient   by  the  Plat f orm   In dep e nd e nt   Mod el   ( PIM )  an d  Plat f or m   Sp eci fic  Mod el   (P SM) .   Cod e   ge ner a ti on   i s   perform ed  by  app ly in g  dif fere nt  kinds  of  trans la ti on s  or   trans f or m at ion s:  CIM  to  PI M,  PI M  to  PSM,  a nd   PSM to  sourc e  cod e .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     A U M L Pr ofil e for  Sec ur it y and C ode  Ge ner ation   ( A bdel lat if   La s bahani )   5279   This  pa per   pro vid es  a  ne w  m od el - dri ve n  m et hodo l og y,  ba sed  on  MD A,   al lowing  the  ge ner at io n  of  secur e  s of t ware  app li cat ion s  with  f un ct io na l  and   no n - func ti on al   aspects  after  m od el ing   them   in  the  analy sis  and  desi gn  phase.  The  im plem entat ion   ph a se  will   be   perf or m ed  usi ng   Seque nc e  Diag ram s  of   t he   Syst e m ’sI nter na l  Be hav i or  (SDSIB ),   w hich   is  us e d  f or   m od el ing   the   syst e m ’s  inter nal  be ha vior  f or  each   syst e m ’s  us e c ase. In t his a ppro ac h, S DS IB   will  b e  dep l oy ed  as  PI M  ge ne rated  from  CIM.   This  ap proac h  i m pr oves  the  pro duct ivit y  of   desig ners  and   dev el op e rs,   a nd  the  qu al it y  of   serv ic e  by   al lowing  them   to  de crease   the  desig n’ s   m ist akes  an d  de al   with  c on s ecuti ve  im pr ovem ents,  wh ic h  ar e   pro du ce d  dur i ng   the  im ple m entat ion   phase .  The  ap plica ti on’s  inter nal  be hav i or s  a re  m od el ed  throu gh   the   seq uen ce  diag ram   of   syst em ’s  internal  be hav i or   t hat  exten ds   the  sy stem' s  fu nctio nalit ie s.  The  i nter nal  beh a vior  is  de velo ped   t oget he r  with  it s  m eta - m od el   to  il lustra te   the  f ull  transacti ons  bet ween   obj ect s  duri ng  the  exec ution   of   the  us e  cas e.  Each  use   case  will   be  ex te nd e d  with  th e  secur it y  po li ci es  that  are  al read y  def i ned b y t he se cur it y ex pe rts at the s pecifi cat ion   ph a se.   The  pr ese nted   pap e r  ai m s  to   carry  on  our  e arli er  w orks  by  pro vid i ng   a   Tem plate - Or ie nted  C ode   Gen e rato r  that   al lows   t he  ge ner at io n  of  sec ur e  softwa re  a pp li cat io ns   th r ough  the   ne w  appr oach  that  exten ds  the  Jav a  m et a - m od el   and   se quence   dia gr am   m e ta - m od el   to   introd uce  t he  secur it y  co nce pts  int o  the  m o delin g  and   im ple m ent at ion   phase.  In  this  pap e r,   we   hav e  c ho se n  S DS IB  as  P IM  because   we  f ound  that  this  c at egory   of b e ha vio ral  di agr am s is b et te r  tha n be hav i or al   diag ram s d ue  to  it s c om po sit ion an d off ered ser vices.    By   app ly ing   a  set   of   m od el - to - m od el   tran sf or m at ion s,  we  can  ge ne rate  autom at ic ally  se cur e  obj ect - or ie nted  softw are  ap plica ti on s  inclu ding  the  syst e m ’s  secur it y  infr a struct ur e,  m et hods   an d  their  bodies ,   per sist e nce  be ans,   c onfig ur a ti on s  file s,  sy nchr on iz at io n  ru le s,  busines s  log ic   co ntr ollers,  Da ta   Acces s   Objects,  a nd  s ecur it y  co ntr ollers.  T o  do  th at ,  our  gen e rat or   us es ,  as  in pu t,  a n  i nterm ediat e  m od el ,  this  is   ob ta ine d  direc tl y  fr om   SD SIB   after  a pply ing  a  set   of  m od el   t ran sit io ns.  S uch  m od el   aim s  to  get  bette r   read a bili ty ,  scal abili ty ,  reli a bili t y,  and   re usa bili ty   of   syst e m s  bef ore  a nd   a fter  t he  im ple m entat ion   ph a se .   Additi on al ly ,  su c h  interm ediat e  m od el   is  us e d  to  m ake  bigger  t he  t arg et   platfo rm   with  non - f unct ion al   i m pr ovem ents  or   Cr os s - c utti ng   co nce rn s ,   su ch  a s  sec ur it y  poli ci es  properti es,  s ync hro nizat ion  ru le s,   per sist e nce,  or  QOS  co ns trai nt s.  In   this  wor k,   w e  ha ve  trie d  to  com e  tog e ther  bet wee n  f un ct io nal  as pe ct   and   non - f un ct io nal   aspect  to  con side r  the  non - functi onal   pro per ti es  duri ng   the  an al ysi s,  desig n,   an d  the   i m ple m entat io n ph a se.     For  e ac h  us e   case,  we  af f ect   the  secu rity   prof il e  to  e nh a nce  t he  sy stem ’s  us e  ca ses  with  t he   ind is pen sa ble  per m issi on s,  s uch   as  c onfide ntial it y  ru le s,  tracea bili ty   const raints,  an d  non - re pudiati on   ru le s,  then  eac h  use   case  will   be  co nv e rted  t o  S D SI B  to  determ i n e  di ff e ren t  obj ect s  an d  s ub - operati ons  par ti ci pan ts  in the e xec utio n of t he use ca se b y  fo ll owin g  the  n e w  m eanin g of t he  L ar m an’ s  Op e rati on Co ntracts  ( LOC) .    To  gen e rate  secur e   ob j ect - or ie nted  s of t war e  a ppli cat ion s ,  we  hav e   fo c us e d  on  scal abili ty ,  m ai ntain abili ty,  and   sa fety   of   the  syst e m .  We  us ed  Mo del  View  Co ntr oller  (MVC)  desi gn   patte rn s  al tog et he r   with  G rasp   Pa tt ern s   basi ng   on  SDSIB  el ab or at io n  to  fee d  the  gen e rato r   with  the  ne w - fa ng le d  str uctur e  of  syst e m s,   wh ic h  ar e  th ree  m ain s  la ye rs:  view s,  co ntr ollers,   and  m od el s.  I n  this  w ork ,  the   co ntr oller  la ye r  will   be  sub div id ed  i nto  tw o  c on tr ol le rs: Pr oc essin g  Co ntr oller ( P C) and securit y con tr oller (se c ur it y vali dato r) that  will  b e  ob ta i ne d  a uto m at ic all y t hroug h  the  prop os ed  m et ho do l og y.   SD S IB  is  gat h ered   from   Sequ ence  Diag ram   of   Syst e m ’s  Exter nal  Be ha vio r  (SDSEB )  th at   rep re sent s   on ly   the  act ors ’  eve nts  an d  th e  syst e m ’s  resp onses .  To  pro te ct   each  act ion   or  m essage  i niti at ed  by  the  act or ,  we  sho uld   ap pl y  the  secur it y  prop e rtie s  veri ficat ion   be for e  (p r e c ond it ion ) ,  durin g,   a nd   after  (post c onditi on)   the  syst e m ’s  ob j ect s  inte racti on s ,  an d  be f ore  the  data  stora ge  in  the  data base  by  ap plyi ng   the  novel  too l  s o - cal le d  Exte ns io n  P os t -   Pre  Co nd it io n  La rm a n (EPP L).   This  pa per   is  structu red   as  f ol lows .  Sect io n  2  su m m arizes  relat ed  w orks.   We  giv e  a n  O verview  of  the  software  de velo pm ent  process  a nd   sec uri ty   eng inee rin g  in  Sect io n  3.   W e  sho w  th e  pro po se d  a ppr oach   i n   Sect ion   4 .  I n  Sect ion   5   we  ta lk  ab ou t  the   seq uen ce   dia gr am   of   syst e m ’s  internal  be hav i or.  Re su l ts  and  dis cus s i on is gi ven in  sect ion  6 .  We  c oncl ud e our  p a per in  S ect ion   7 .       2.   R EL ATED  W ORKS   In  this  sect io n,  we   will   high li gh t  the   crit ic al   rev ie w  of  previ ou s   w orks   that  inte gr at e   m on it or in g  strat egies  an d  secur it y  aspect s  into  the  s of t war e  dev el op m ent  pr oc ess.  sp eci fical ly ,  the  m os t  i m po rtant  w orks   that use  MD A as a m et ho dolo gy to  i nteg rate  non - f un ct io nal  aspects int o  t he  softwa re  devel op m ent p r oc ess.   In  rece nt  ye ar s,  sig nifica nt  pro gr ess   ha s  be en  m ade  in   de velo ping  sec uri ty   te chn iq ues   to  a ddres s   grow i ng  sec ur i t y  con ce rns  a nd  perform ance.  Am on g  the   m os t  s uccess fu l  and  be st - kn own  c on t rib utions   in  t he   world ,  we  highli gh t  work   t ha t  is  interest ed  in  the  co re  w ork  of  Mo del  Dr i ven   Sec uri ty   (MDS)   t o  in te gr at e   secur it y  co ns i der at io ns   int o  the  softwa re  dev el op m ent  proces s .  First ,  Dav i d  Ba sin  a nd   al .  B asin   D et .  al.   In tr oduce   M odel   D rive n  Se cur it y  (MD S)   for  the  first  ti m e  to  desig n  secur e  softwa r e   [ 1 ] .   T o  a pp l y  this   m et ho dolo gy,  the  sam e  authors  pro pose d  a  so luti on  to  ob t ai n  the  ge ne rati on   of   acce ss  c on t ro l  poli ci es  from   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   5278   -   5291   5280   abstract  aut hor iz at ion   ru le s  th at   are  wr it te n  in  the  f or m   of   const raints.  I n  add it io n,   the  pro posed  a ppr oa ch  is   m or e interest in g  a nd f le xib le   at  the sam e time.   In Lodde rsted t et.   al. a  do m ai n - s pecific  la ngua ge  ( DS L )  cal le d  Sec ur e UML  was  de plo ye d  to  ta ke  into   account  the  se cur it y  vu l ner a bili ti es  and   ris ks   of  the  gi ve n  te ch no l og y  in  the  de velo pm ent  pr oce ss [ 2 ] .   This   DS L  is  us e d  to  m od el   acce ss  con tr ol  poli ci es  throu gh   a  new   vo c ab ular y  to  annotat e  UML  m od el s  with  the   inf or m at ion   ne eded  f or  acce s s  co ntr ol.  H owever,   this   w ork   rem ai ns   ve ry  f ar  f r om   a  gen e ric  m et ho do l ogy  tha t   su pp or ts  al l security  prope rtie s and  pro vid e s m echan is m s f or asses sin g  s us ta ina bili ty .   W it h  res pect  to  secu rity   in  serv ic e - ori ented   arch it ect ur es ,  secur it y  obj ect ives  ha ve  bee n  rep re sente d  with  gr a phic al   no ta ti ons  i n  business  process   m od el s  in  orde r  to  t ran s f or m   secur it y  re quir e m ents  into  c oncrete   sec ur it y  poli ci es  as  ou tl ine d  in  [ 3 ] .  P racti cal ly ,  the  author s  of   this  stu dy   hav e  pu t  f orw ard   a  s pecific  m od el  cal le d  Sec ur it y  Po li cy   Mo de l  (S PM) ,  whic h  is  us ed   to   help   im ple m ent  sec ur it y  r equ i rem ents  su ch   as   authe ntica ti on  and   acce ss  con t ro l.  T his  work   has  not   bu il t  sp eci fic   too ls  to  ge ne rate  the  fina l  cod e  corres pondin g  to  the  secu ri ty   obj ect ives  and  has   no  c on c rete  f orm alis m   to  descr i be   the  sec ur it y  nee ds   thr oughout t he   so ft war e  d e vel op m ent pro ces s.   Satoh   F  et .   al. I ntr oduce  a   s olu ti on  al lo wing   an nota ti ng   syst e m ' s  m od el s  with   sec ur it y  r ules  a bout   authe ntica ti on [ 4 ] .   I n  this  w ork,   a uth e ntica ti on   sec uri ty   poli ci es  gen erate d  by  a pp ly in g  W S - Secu rity   Po li cy   sta nd a rd   a nd  S ecur it y  Infrast r uctu re  M odel   ( SI M)  as  a  c od e  tem plate .  this  la st  on e  c on t ai ns   al l  secur it y  ru le s  for  the  ta rget   pl at fo rm ;  cod e  tem plate   was  de plo ye d  t o  m a p  the  busine ss  m od el s  with  the  secur it y  obj e ct ives.   Additi on al ly , a n  e xecu ta ble c orres pondin g  t o  sec ur it y p oli ci es g e ner at e d by ap plyi ng thi s code tem plate.   Satoh F ,   Yam aguc hi   Y pro pose   an  ap proac h  f or   gen e rati ng  the  secur it y  co nf ig ur at io n  f or   IBM  WA S [ 5 ] .   T his a pproach  aim s to  aff ect  t he  m app in g be tween  IBM  WA S  De plo ym e nt D esc ript or   ( DD) a nd  WS - S ecur it y   Po li cy   thr ough   a  s pecific  m od el   de pl oyed,  wh ic h  is  us e d  to  en sure  t he  ne cessary  m appi ng   betwe en   business   m od el s  and   secur it y  ru le s  m od el s;  these  m od el s  al low i ng   transfor m ing   secur it y  po li ci es  to  var io us   s ecur it y  config ur at io ns  su c h  as  IBM  WA  co nfi gurat i on .   H oweve r,  Ju e rj e ns  an d  al .  [ 6 ]   pro pose   a  ne w  a ppr oa ch  s o - cal le d  UMLsec  as a s olu ti on t o  integ rate t he se cur it y aspect s d uri ng the s oft war e  de velo pm ent p hases   t hro ugh  the  pro posed  guide  in  t his  w ork  that  help  dev el op e rs  whic h  are  no t  e xpert  in  te rm   of   secur it y  to  ta ke  int o  account  the  se cur it y  risks   an d  vulne rab il it ie s  in  the  syst e m   dev el opm ent  sta ges.   From   a  pr act ic al   per s pe ct ive,   the  pro posed  appr oach   li m i t ed   since  it   on ly   resu lt ed  in   the  secu rity   sp eci ficat io n  m od el ing   f or   a  fe w   pro per ti es  with ou t  pro vid i ng  a  m e tho dolo gy   ad op te d  a nd  a ccom pan ie d  by  a  sp eci fic  to ol  for  c ode  gen e r at ion   includi ng the  s ecur it y r ules ac cordin g  t o  c hosen plat form .   Nex t ,  a  new   fra m ew ork  so - c al le d   SECTET   has  bee n  pro po s ed  by  [ 7 ]   f or   m on it or i ng   the  secu rity '  eng i neer i ng  in   par al le l  wit h  th e  softwa re  e ng ineerin g. T his  f ram ewo rk  e xtend e d  by  a   s pec ific   la ngua ge  c al le d  SECTET - LP  f or   def i ning  sec ur it y  poli ci es  in  the  s oft ware   functi onal it ie s .  Co ns eq ue ntly ,  the  a bs tract   a ccess   con t ro l  poli ci es  transfor m ed  to  X ACML  code  throu gh   XAC ML  sta nd ar d.  Fr om   a  co m par at ive  point  of   view ,   this  ap proac h  confine d  t o  se cur it y  exi gen ci es  declarat i on  for  a  fe w  properti es  with ou t  pro vid in g  a   co ncr et e   form alis m   t o  intr oduce  t he  a ccess  co ntr ol  poli ci es  duri ng  syst e m s  dev el op m ent  proce s s.  Als o,  no  t ool  m ade   in p a rall el  for  a uto m at ing  cod e g e ner at io n f or  bo t h  as pects f un ct io nal a nd  non - f un ct io nal.   Re gardin g  co m po nen t - b ase d  app li cat ion   se cur it y,  [ 8 ]   gra nt  respo ns ibil i ty   and   per m issio ns   for  the  secur it y  ex per t   to  set   up   the  high - le vel  secur it y  po li ci es.  This  w ork  pro po s ed  a  sp e ci f ic   m idd le war e   cal le d   Secu reMi dd l w are to  exte nd  C ORBA co m ponen t m od el s w i th d if fer e nt n ec essary n on - f un ct ion al  p r operti es as   the  secu rity   or  r e co nf i gurati on. I n  a ddit ion, secur it y  exi genci es  sp eci fied  o ve r  the   P olicy   Def i niti on   La ngua ge   (P D L)  a nd   tr ansfo rm ed  i mm ediat el y  by  an  open PMF  Po li cy   Ma nage m ent  Fr am e work .  H ow e ve r,   this  m et ho dolo gy  does n ot   sup port   a  spe ci fic  to ol f or  sec ur it y  co nf i gurati on   ge ner at io n  a nd does not  guara nt ee   the   su sta ina bili ty   assessm ent.   Fr om   a  pr act ic al   po int  of   vie w,   t his  a ppro ac h  sta ys  i m m a ture  to  a pp ly   it   to  ot hers   te chnolo gies s uch as c ould c om pu ti ng ,  Mul ti - agen t sy ste m s,  a nd m achine learn i ng.   In   s pite  of  thi s,  there  no   ge ner ic   m et ho do log y  f or   s ecu r it y  integrati on  and   c ode  ge ne rati on   from   PSM,  in cl udin g  gen e rici ty ,  re - util iz at ion ,  a nd  s us ta ina bili ty  assessm ent.  Re gardin g  c ode  gen e rati on,  we   ci te d  appr oach es  ba sed  on  Petr i - N et s  [ 9 ]   fo r  a uto m ating   co de  gen e rati on  for  funct io nal  concerns .  H ow e ve r,   this   sta nd a rd   do e s  no t  co ve r  the  m od el ing   of   t he  secu rity   aspect  of   syst e m ’s  m od el ing   and   does  no t   fo ll ow   te chnolo gical   adv a nces   in  te rm   of   sec ur it y.  T her e fore,  P et ri - Nets  ca nn ot  be   a  gen e ri c  sta ndar d  a ddressin g  secur it y i nte grat io n durin g  al l  softwa re  dev el op m ent pro ces s,  incl ud i ng ana ly sis, d esi gn,   and im ple m ent at ion .     To  the  best  of  knowle dge,  t he  m os t  i m po r ta nt  m e tho dol og ie s  giv e n  in   this  top ic   has   no t  e nr ic hed  with  a  sp eci fic   cod e  ge ne rato r  for  autom at i ng   c od e  gen e r at ion   by  de ploy ing   the  existi ng   to ols  to  co nv e rt   syst e m ’s  funct ion al it ie s  to  t he   sourc e  c od e .   For  e xam ple ,  Roubi  S et .   al .  present   a  m od el - dri ve n  a ppr oa ch  t o  gen e rate  G UI   f or   Ri ch  A pp li c at ion   I nter net  by  ex plo it in g  the  usi ng  Ecl ip se  Mod el in g  F ram ewo rk   f or   Me ta - Mod el in g,   Q ue ry  View  Tra nsfo rm at ion   for   m od el   tra ns f orm ation s,  a nd  Accele o  for  c od e  ge ner at io n   [1 0 ] .  Howe ver,  this  work  does  no t  address  t he  co de  ge ne rati on  f or   both  as pects   functi onal   an d  non - f un ct i on a l.  Due   to  m assive  us e  of   we b  se rvi ces  in  diff e r e nt  heter og e ne ous  platf or m s,  [1 1 ]   pro po s e  a  secur it y  interact ive   m od el   of   web  ser vice  base d  on  W e bSp he re  an d  .N E T  to  reali ze  sec ur it y  interact ion  of  heter ogeneou s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     A U M L Pr ofil e for  Sec ur it y and C ode  Ge ner ation   ( A bdel lat if   La s bahani )   5281   platfo rm s.   This  m od el   adopt s  a  ne w  a ppr oa ch  based  on  pr e dicat e  lo gic  to  integ rate  th e  secu rity   po li ci es  of  heter og e ne ou s   platfo rm s  and   us es  the   int egr at e d  poli cy   to  sig n  t he  SOAP  m essage.  Co ns e qu e nt ly ,  the   pro po se d  m et ho d i s s pecific f or w e b  se r vices an d  ca n n ot be ap plied t o other s  tech no l og i es.   As  far   a s  cl ou d  im ple m entat i on  is  co nce rn e d,   te c hnologic al   adv a nc es   in   secu rity   al so   ta rg et   cl oud  com pu ti ng   or  cl oud  a rch it ect ur e   to  sec ure  a nd  sec ur e  t he  cl oud  platfo rm .  T o  this  e nd,   m uch   wor k  ha s  bee n  done  in  this  di recti on,  but  we   are  discuss i ng  on ly   the  m os t   i m p or ta nt  co nt ribu ti ons  s uch  as  [1 2 ] ,  wh ic h  deal  with  sec ur it y  a nd  safety   i n  cl oud  im ple m entat ion   by  prov i ding  gu i da nce.   us e rs  with  cl oud  an d  m ob il e  cl oud  exp e rtise   to  he lp  custom ers  choose  cl oud  i m ple m entat ion   app r opriat el y  for  secu rity   and   safety   con st r ai nts.   Howe ver,  this  appr oach   does   no t  pro vid e  a   m e tho d   f or   de scribin g  t he  tim ing   an d  inte gr at io n  ph a se  of   t he   secur it y archit e ct ur e, a nd  does  n ot p r ovide a sp eci fic too l f or g ene rati ng cloud im ple m entat ion  f r om  the  cl oud  arch it ect ure.   In  this  c urre nt  work,  we  c omplet ed  our  prev iou s   w orks   gi ve n  on  this  t op i cby   m on it or in g  data  fl ows   durin g  t he  e xc hangin g  of  m e ssages   bet wee n  s of t war e ’s  c om po ne nts  fi r stl y  and   i ncr e asi ng  the  num ber  of   secur it y  pro pert ie s  add resse d.  In   this  w ork,   SD S IB  was  c hose n  as  a  PI M  instea d  of  com m un ic at ion   diagr am   [13 ] - [ 17 ]   with   the  ai m   to  ap ply  the  ne w  s e m antic s  of  th e  secu rity   duri ng  the   el ab or a ti on   of  the  sof tware   op e rati ons   i n  t he  goal   to   a pply   the   ne w   s e m antic s  of  t he   sec ur it y  du ring  the   el ab ora ti on   of  t he  s of tware  op e rati ons.    We  ha ve  i m plem ented  our  m e thodo l og y  to  a ddress  ser vice  qu al it ie s,  inclu ding  the  gener al iz at ion   of   autom at ion   in  al l  aspects,  reduce d  ap plica ti on   de velo pm ent  costs,  decr ease d  m ain te na nce  cost s,  an d  su sta ina bili ty   assessm ent.  The   ne w  sy ntax   w as  obta in ded  f r om   LOC   I n  order  to  im pr ove   SDSIB with   the w ay   of   e xc hangin g  m e ssages  bet w een  s of tw are  c om po ne nts,  thi s  sem antic s  feed s  UML  with   pr eci se  sem antic s  to  facil it at e cod e  gen e rati on acc ordin g  t o  the  c ho s en  p la tf or m .   This  pa per   is  unde rwrit te n  in  secu rity   engi neer in g  an d  m od el - dr ive n  eng i neer i ng,  w hich  ai m s  to   cop e  with  the   increasi ng   rise  of   the  I nter net  of   T hings  su c h  as  ob j ect s ,  co m po nen ts,  ag e nts  or   W e b  ser vices.  This  MD A - ba sed  co ntri bu ti on   a nd  the  U ML  prof il e  th at   ext ends  the   interm ediat e  m od el   with  secur it y  const raints;  this  ty pe  of   m od el   is  us ed  to  al l ow   platfo rm   sc al abili ty   co m p ared   to  oth er  e nh a ncem ents  t hat  ca n  no t   be   f or m at t ed  with  t he  sy stem' s  m od el in g  la ngua ges  a nd  t o  im pr ove  t he  s oft war e   ar chite ct ur e   be fore  th e   i m ple m entat io n ph a se.       3.   O VER VIEW   OF THE  SOF TWARE  D E V EL OPMENT   PRO CESS  AND SEC U RIT Y  ENGI NEERI NG  A UTO M ATIO N   In  this  sect io n,  we  pr e sent  a n  over view  of  the  Larm an ’so pe rati on   co ntract s an d  the  s ynta x  of  the  secur it y  c on st r ai nts.  We  s ho w  the   S DS IB   m et a - m od el   an d  the   var io us  im pr ov em ents  t hat  ha ve   bee n  m ade  ov e r  the   S D SIB   to  ta ke  i nto  acco un t  t he  s ecur it y  sem ant ic s  of   secu rity   pro per ti es  dur ing   flo w  inte ra ct ion s   betwee n  softw are  com po ne nt s.  W e  desc ribe   the  m os t  i m p or ta nt  transfo r m at ion s  perfor m ed  to  i m pr ove  ou r  interm ediat e  m od el   of   the   cho se n  platf or m   with  secur it y  const raints  su c h  as  authe ntica ti on  ru le s,   auth or iz at io n r ules, i ntegr it y r ules,  data e ncry ption   r ules.     3.1.    O ver view   o f  L arm an ’s   O per at i on   Contr ac t s   A  Larm an’ s  Op e rati on   Co ntract s   (L OC ) [18] desc ribe  the  sta te   of   th e  syst e m   bef ore  an d  afte r   receivin g  or  ca ll ing   on  syst e m   co m po nen ts   by  syst em   acto rs .  F ro m   a  se m antic   po int  of  vie w,   L O C  de scribe   how  the  c om po ne nts  of  the  syst e m   coo pe r at e  with  each  oth e r  to  res po nd   t o  re qu e sts  by  determ ining   t he  diff e re nt  ob j ec ts  involve d  i n  t he  e xecu ti on  of  the   data flo w.  This  c ontract  d efi nes  al l  c ollaborat io ns   to   e xecu te   the  re quest ed   us e  ca se.  c on diti on  an d  po st - co nd it io n.   From   a  log ic al   po i nt  of  vie w,  G raig  Larm an  was  interest ed  in  th e  internal  beha viors  of   the  sy stem   throu gh   t he  def i niti on   of  the  sta te   of   the  syst e m   bef ore  and   after  t he  e xec ution  of   t he  r equ e st  in  orde r  to   buil d  the  desig n  of  the   syst e m .  In   t he   pre - c onditi on,   LOC   descr i bes  the   init ia l  syst e m .  s ta te ,  wh il e  the  po st - co ndit ion   descr i bes  the   s ta te   of   the   syst e m   after  com pleti on   of the  query.   Sp eci fical ly ,  G raig  fo c us e d  on  the  sta te   of   the  syst em   by  descr i bing  m a ny  thin gs   s uc h  as  create d  obj ect s,  d est r oy ed  obj ect s,  f orm ed  and   br oken  ass ociat ions,  an d  cha nges   in  the  sta te   of   at tribu te s  a fter  the   execu ti on  of  th e  query.   I n  th e   pre - c onditi on,   Grai gLa rm an  was  a ddresse d  to  the  syst e m   sta te   befor e   rea chin g  the  requeste d  com po ne nt.  From   a   safety   po int  of  v ie w ,  Gr ai g  does  not  descr ibe  t he  sta te   of   the  syst e m   i n  te rm s   of   safety   and   sust ai nab i li ty  assess m ent.  Sem antic ally,   secur it y  ru le s  are  not  retriev ed  be fore  an d  afte r   the  com pleti o n  of   the  ta r get   resour ce.  T he   old   LOC  doe s  no t  co rr ect ly   and   secu rely   determ ine  the  m ai n  obj ect s  or com pone nts in volv ed  in  ex ec utin g re qu est s  fro m  syst e m  actors.   To  do  this,  we   pr op os e d  an  e xtensi on   of   thi s  con tract   to  be com e  ver sat ile  and   co ve r  secur it y  issues   at   the  sam e  tim e.  Ther e for e,  the   sem antics  of  sec ur it y   poli ci es  desc ribe d  by  sec uri ty   exp e rts  w il l  be   consi der e d  in  t he  ne w  de finiti on   of  L OC  to  se m antic al l y  cov e r  them   in  the  sta te   of   th e  syst e m   bef ore  an d  after  the  e xec ution   of  the  proces s.  Like  t hat,  we  i nteg r at ed  the  sec uri ty   pr operti es  durin g  the  s of tware  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   5278   -   5291   5282   dev el op m ent  proces s.  Durin g  the  e xtensi on  of  LOC;  we  be nef it ed   f ro m   the  be nef it s  of  th e  MDA   ap proa ch   t o  reduce  desig n err or s  and  vuln erab il it ie s.   Tha nk s  to  L O C' s  new   se m antic s,  we  can  safely   dr aw  a nd   gen e rate  al l  the  interact ion s  betwee n  the   syst e m   co m po nen ts  i nvolv e d  in  co ns tr uctin g  the  respo ns e.   Pr act ic al ly ,  SD SI B  has  bee n  dr a gged  on  th e  basis   of   t he  n ew  LO C  def i niti on ,   a nd  the  Object  Con st raint  La ngua ge  (O CL )  us e d  to  desc ribe  the  co ns trai nts  of   secur it y  poli ci es.  SDSIB  c onstr uction  will   be  base d  on   GRASP  patte r ns   to  facil it at e   the  assig nm e nt  of   respo ns ibil it ie s to partic ipa nts  involve d  i n  t he  ex ec utio n   of   us e case s .     3.2.    O ver view   of P re - Po st C on di tion  Ex tension   In  t his  sect io n,  we  hav e  e xte nded  t he  pr e - po st  conditi on  of   LARMA N  to   introd uce  an d  validat e  the  pro per ti es  of  s ecur it y  poli ci es  su c h  as  a uthorizat io n,   a uthe ntica ti on ,  dat a  integrity ,  data  encr y ption  a nd   non - repu diati on   w he n  de velo ping  op e rati ng  co ntr act s.  The  m ai n   purpose  of  thi s  extensio n  is  to  inj ect   the  sec ur it y  const raints,  du rin g  the  ch a ng e of stat e of t he  syst e m , w he n an acti on is  tri gg e re d by an  a ct or .   This  ne w  sem antic s  of   L OC   al lows   de sig ne rs  to  dr a w  a  secur e  SDSIB  in  w hich  we  de sign at e  al l  interact ions  be tween  i nteracti ng  ob j ect s  t o  r esp ond  t o  inc om ing   re quest s.   Thes e  im pr ov e m ents  re du ce   desig n  error s   an d  im pro ve  desig n  qu al it y.  I n  othe r  words,  we  gu a ra ntee  that   source   an d  t arg et   obj ec ts   interac t   secur el y a nd r e sp ect  the  secu r it y con strai nts  def i ned in t he UML  prof il e.   In   this  exte ns i on,  we  ha ve  inco r porated  th e  GRAS P  patte rn s  afte r  their   extensio n  to  distrib ute  the   assignm ent  of   ta sk s  on  the  s yst e m   ob j ect s.   It  is  us ed  to  init ia li ze  the   pr erequisi te s  of   t he  init ia l  sta te   of   the  syst e m  an d  to d escri be  the st at e o f  the syst em  after  execu ti on   of  the  us e c ase po stc onditi on s . W e  us e d  OCL to   enh a nce  syst e m   fu nctio nalit y  with  secu rity   po li ci es;   pr e conditi on   a nd  po stc onditi on.  Conver sel y,  th e  ne w  sem antic s   of   LOC  al lows   de ve lop e rs  to  secu rely   con cl ude  the  va rio us   ope rati on s  incl ud i ng   s ource  an d  ta rg et   obj ect s  pa rtic ipati ng   i n  each   interact ion.  V ia   a  sp eci fic  cod e  ge ner at or ,   we  autom at icall y  gen erate  s yst e m   op e rati ons c ode along  with t he ir secu rit y p olici es.     3.3.    Ov er view  of E xt e nded Pr e co ndition     In  t he  e xten de d  pre c onditi on,  we  i ntr oduce d  the  secu rity   po li ci es  co ns tr ai nts  ve rificat ion   t o  c hec k  syst e m ’s  sta te  i n  te rm  o f  secu r it y such  as au t horizat ion, aut hen ti cat io n,  a nd d at a inte gr it y bef or e c o ntinui ng  to   achieve  syst em '   us e  cases.  To  pro du ce   se cur e   softwa re  app li cat io ns ,  it   is  rec omm en ded  to  desc rib e  the   sem antic s  of   the  secu rity   poli ci es  durin g  the  softwa re ’  arc hitec ture   desig n  to  fa ci li ta te   UML  prof il e   app li cat io n  on   the  interm ediat e  m od el .  O ur  m et ho do l og y   app li ed  t o  th e  existi ng   s oft war e  de velo pm ent   m et ho dolo gies   li ke  U P - UX  f or   e xte nd i ng  th e m   in  the  go al   to  co ns i der   both  the   f un ct i on a l  and  no n - func ti on al   aspects  at   the  sam e   tim e  du ring   the  syst em   desig n.   Af te r   be ing   exte ndin g  the  SD S IB  with  t he  UML  pr of il e,  we  a pp ly   ou r  pro posed   to ol  or   co de  ge ne rato r  to  ge ner at e  t he   co de  f r om   th e  syst e m ’s  m od el s.  F or  this  r easo n,   the  co de  gen e r at or   s houl d  be   able  to  inte rpre t  the  ne w  sem a ntic  of  LOC  a nd  ge ne rate  the  corres pondin g  cod e   includi ng   syst e m   m e tho ds ,  m et ho ds   bodie s,  cl ass  at tribut es,  secur it y  in fr ast r uctu re,  se cur it y  co ntro ll er,  an d  DAO.   A s  a  res ult,  the  non - f unct ion al   as pects  config ur at io ns  will   be  decr e ased  aut om atic al ly   accord in g  to  the  chosen  platfo r m   by  prov i ding  the  functi oning   r ules  de fini ti on   co nce rn i ng  the  us er  pe r m i ssion s  an d  da ta   flow   protect ion .   By   app ly in g  t he  new  de fini ti on   of  L OC,  desig ners  a nd  de velo per s   c an  ben e fit  f rom   nu m ero us   adv a ntage s  whic h  are:   1.   Re du ci ng d esi gn er rors.   2.   Re du ci ng the s yst e m  secur it y.   3.   Im pr ov i ng the  syst e m ’s  qu al it ie s.   4.   Keep i ng a  rev e rse - e ngineeri ng  durin g  syst e m  d esi gn .   5.   Im pr ov e  the  de sign e r’ s  kn ow l edg e  in  te rm s o f  sec ur it y t ech niques.   6.   Ver ify in g  t he  s ecur it y p olici es co ns trai nts  r el at ed  to  syst em   resou rces  before  u si ng them .   7.   Im pr ov i ng the  m od el ing  quali ty .     3.4 .    Securi t y Cons tra in ts  S ynt ax   In  t his  sect io n,  we  pro vid e  m on it ori ng  m echan ism s  to  en han ce   the  sta ti c  an d  dynam ic  be hav i or   of  syst e m s  with  t he  sec uri ty   co ns trai nts   of  a ut hen ti cat io n  veri ficat ion ,  aut horizat io n  ver i ficat ion ,   data   int egr it y  ver ific at io n,  a n d  enc ryptio n  ve rificat ion.  crit ic al   data  by   app ly in g  th e  UML  pro file .  im pr ov e d  with  th e   necessa ry  sec ur it y  co ns trai nts,  w hich  a r e  desc ribe d  by   OCL.  The n,  these   co ns tr ai nts  an d  a ny   oth e r   enh a ncem ents w il l be appli ed  o n  t he  S DS I B  to assig n  sec uri ty  r equ irem e nts an d res pons i bili ti es to th e obj ect s   involve d  in  the   execu ti on  of   a   syst e m   action .   To  ta ke  int o  a ccount  the  c ode  gen e rati on  of   the  inf rastr uctur e  of   the  syst e m .  se cur it y,  with  th e  secur it y  templa te s  app li ed  to  the  functi on al   aspects  wh e n  ge ner at in g  the  co de  accor ding t o  th e ch os e n plat form ; t he  gen e rated c od e  w il l  be  a lan gu a ge u ndersta nd a ble  by  the co m pilers .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     A U M L Pr ofil e for  Sec ur it y and C ode  Ge ner ation   ( A bdel lat if   La s bahani )   5283   By   app ly in g  a   set   of  m od el   tran sf or m at ion ,  t he  pro pose d  ge ner at or  ge ner at es   a  bu il t - in  s ecu rity  con t ro ll er  (S C )  to  chec k  the   se m antic s  of   the  secu rity   po li ci es  represe nted  by  the  ste reo ty pes  duri ng   t he   so ft war e  de velop m ent  proces s;  the  secu rity   po li cy   inf rastr uctu re  ge ne rated  f ro m   the   S DS IB  i n  the  f or m   of  XMI  /  XML .     3.5.    Securi t y  P olici es Const r ain t s   S ynt ax for  P ermi ssion M oni to ri n g   To  interact   with  software  c om po nen ts,  a uthorizat io n  m on it or in g  is  reco m m end ed  to  c he ck  the  sta tus  of   the  l ogge d - on  use r' s  ide ntit y  based   on  the  sec ur it y  po li ci es  in volved  in  m od e li ng   the  requ est ed  com po ne nts.  I n  our  m et ho dolo gy,  a uth e ntica ti on   an d  a ut horizat i on   sec ur it y  poli ci es  are  stre ngthe ne d  t o  ens ur e t he dura bili ty  o f un s up erv ise d req uest s thro ugh sec ur it y po li cy  cons trai nts.   To  do  this ,  we   pro posed   the   synta x  of  the   secur it y  c on st r ai nt  to  rein for ce  us e r  a uth e nt ic at ion   an d   auth or iz at io n v ia  the O CL  to  re s tric t un a ut horized acce ss as  sh ow n belo w .     Con te xt Ob j ect _N am e    Inv: li st_users - >i nclud e s(c onnected _user )     In   a ddit ion ,   each  cl ass  st ereo ty pe d  with  a  sec ur e   s te reo ty pe,   aut om atical ly   a  pr el im inary   authe ntica ti on   is t rigg e re d bef or e  interact in g wit h  the  r e ques te d  res ources .   In  this  a ppr oac h,   we   ap plied   secur it y  c heck i ng  on  the   co nt ent  of  syst em   obj ect s  t hem se lves  s uc h  as   m et ho ds,  at tribu te s ,  ass ociat ion s ,  res ource s,  data  flo ws  betwee n  obj ec ts,  an d  im plem ented  inter fa ces  t o  decr ease   syst em   secur it y.  To   do  th is,   we   ha ve  prof il ed   the   syst e m   obj ect s,  ope rati ons  a nd  at trib utes  w it h  th e   al read y  im pr oved  UML  profi le   with  the  se cur it y  poli cy   con st raints  propose d  by  the  s e cur it y  ex per ts.   These   const raints a re  assigne d  t o  the  U ML  pro file  accordin g  t o  the  foll ow i ng syn t ax,  a s s how n b el ow .     Con te xt Ob j ect _n am e: : M et ho d_Nam e(Par a m et rs) ::  Ret ur n_Ty pe   pr e:   Self. Op e ra ti on _Nam e.Per m issi on s - > No t Em pty   and self.att ri bute s - >N otEm pt y   and Co nnect ed _U se r.ro le .p e r m issi on s>i nclu des   (self. O per at io n_Nam e.p erm is sion s )   and  Vie w_OR _U RL .p e rm isio ns - >   include s(c onne ct ed_User.r ole. View _N am e_O R_ URL. perm issi on s)   and self.a sso ci at ion E nd.p e rm issi on s - >i nclu de s(con nected _User .p e rm issi on s - >sel ect ( pe r m issi on sass ociat ion .  per m issi on s) )     In  our  UML  prof il e,  we  ha ve  dev el op e d  a  s pe ci fic  m et a - cl a ss  (stere otype)  to  ap ply  secur i ty   po li ci es  on  the   at tribu te s  of  syst em   obje ct s.  F or   t his,  we  hav e   im pr oved   this  ste reo t ype  with   the   se cur it y  co ns trai nts  of  the  poli cy   as  sh ow n  in  the  fol lowing  synta x.  As  a  r esult,  t his  so l ution   he lps  re du ce  se c ur it y  vulnera bi li ti e s   and im pr ov es  the  qu al it y o f  th e g e ner at e d  sys tem s.     Con te xt Ob j ect _N am e   Pr e:  self .att rib utes>f orAll (att rib ute | at trib ute - >N otEm pty)And    Connect ed _Us er.role. per m issi on s>i nclu des(sel f. at trib utes. per m issi on )   And pr im it ives Ty pes - >e xists( sel f .att rib utes.t ype)   And  C oonecte d_Use r - >  size  ()  =  self.att ri nute s.  m ulti plicit y     In  this  m et ho dolo gical   suppo rt,  we  hav e  pr opos e d  an ot he r  m et a - cl ass  to   reinfo rce  data   encr y ption  durin g  interac ti on s  bet ween  so ftwa re  co m po nen ts.  T hi s  m et a - cl ass  enr ic hes  with   the  secur it y  po li c y   const raints  on  data  encr y ptio n  as  sh ow n  in   the  fo ll ow i ng  synta xes;  the  first  app li e d  to   the  at tribu te s  of   the   obj ect   an d  the   second  to  th e  entit ie s.  As  a  resu lt ,  the  cod e  gen e rato r  enr ic hed   with  a  sp eci fic  templa te   ded ic at e d  to  th e ad o ptio n o f p rofil ed  m od el s  with e xis ti ng dat a encr y ption  al gorithm s .      Con te xt Ob j ect _N am e   Inv: self .att rib utes. value - > N otEm pty   po st   : sel f. at tri bu te . value =co nv e rt(self .att ribu t r@pre )     Con te xt ob j ect _N am e   Inv: self .v al ue - >No tEm pty   Po st:   sel f .v al ue @pre=sel f.val ue@p os t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   5278   -   5291   5284   In  order   to  va li date  these  con st raints,  we   app li ed  the  s ecur it y  prof il e   after  it s  extensio n  to  the  secur it y  c on st r ai nts  on  t he  S DS EB  a s  s how n  in   Fi gure 1 .  W e  im ple m ent ed  the  p r opos e d  gen e rato r  t o  gen e rate   the  source  co de   co rr e spo nd i ng  to  the  two  f unct ion al   an d  non - f unct ion al   a sp ect s  by  their   tem plate s  des cribe d  thr ough the  h el ps .           Figure  1 .  S DSEB  profil ed wit h  E ncr ypte d  st ereo ty pe       3.6.    D ata  In tegri ty   C on s tra in ts   Sem antic ally,  we  ha ve  stren gt hen e d  our  m eth od ology  to  ap pro ve  the  sta te   of   the  ob j ect   in  te rm s  of   data  integ rity   wh e n  dev el op i ng   pr e re qu isi te s  and   post - c onditi on s .  W e  ha ve  de velo pe d  s pecific  ste re otypes  to  prom ote  so ft w are  c om po ne nts  with   data   int egr it y  issue s.  These  ste re otypes  a pply   to  t he   interm ediat e  m od e l  and   it s  c on te nt,  w hich  is  de ri ved   from   PSM  to  increase  software  re qu ire m ents  with  dat a  integrity   co nc ern s .   To  facil it at e  t he  c on st ru ct io n  of  data  inte gr it y  co ns trai nt s,  we  have  s uggeste d  a  sy ntax  for  c hecki ng   t he   integrity   of  ob je ct   data,  as  s ho wn   i n  the   f ollo wing  synta x.   T he  c od e  ge ner a tor  e nr ic hed   wi th  a  s pecific  m od el   ded ic at e d  to  d a ta  integr it y f or  the con ver si on  of p rofil ed  m od el s int o  s ourc e co de .     Con te xt Ob j ect _N am e   Pr e:  self - >N ot Em pty    Po st:  self .att rib utes. values - >   forA ll (  v al ue  |  at tribu te . value = at tribu te . valu e@pre)     Ther e f or e,   we   can  af fect  sec uri ty   po li cy   m o nitor i ng   by  a pply ing   t he  new  LOC  def i niti on   a nd   m or e   sp eci fical ly   durin g  SD S IB  de velo pm ent.  We  ob ta ine d  SDSIB  from   the  SD SEB  by  appl yi ng   the  new   LOC  to  determ ine all  t he  c om po ne nts  involve d  i n  pe rfor m ing  s of tw are acti ons a nd to  s upport the   secur it y arc hitec ture   at  the sam e time b y a pp ly in g  t he UML  prof il e.   We  hav e   ex pa nd e d  t he  GRAS P  m od el s  t o  assi gn   res pons i bili ti es  and   sec ur it y  pol ic ie s  to  the   so ft war e  com po ne nts.  T he  ne w  se m antic s  of   GR AS P  al low  us   to  pr ec ise ly   def ine  the  syst e m   resour ce s   need e d  to  com plete   the  bu si ne ss  processes  of   the  syst em   by  recogn iz i ng  the  con strai nts  of   lo w  coupli ng   a nd  strong co hesi on .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     A U M L Pr ofil e for  Sec ur it y and C ode  Ge ner ation   ( A bdel lat if   La s bahani )   5285   3.7.    Gras p P attern s Concep t    Crai g  Larm an  has  create d  Grasp  patte r ns   to   so lve  m od el ing   erro rs.   T he  pur pose  of  gr a s p  patte r ns   is   to  pro vid e  a  m echan ism   fo r  a ssign i ng   r esp onsibil it ie s  to  so li ci te d  syst e m   obj ect s  to  exec ute  syst e m   pr oc esses.  In  fact,  t her e   a re  nin e  i nput  m od el s  that  ar e:   low  c oupli ng,  high  c ohesi on,  d esi gner ,  e xp e rt,  c ontroll er,  pure  m anu fact ur i ng,   po ly m or ph is m ,   info rm at ion   ex per t  an d  protect ed  va riat ion s.  I n  our  m et ho dolo gy,  we  ha ve   exten ded  the m   to  ta ke  account  of  the  sam antic sand   const raints  of  secur it y  poli ci es  wh e n  as signi ng   respo ns ibil it ie s  by  i m pr ov i ng  the  low   c oupling   a nd   high   co hesio n.   I n  a dd i ti on ,  we  ha ve  add e d  an ot her   pa tt er n  to  the  existi ng  patte rn s ,  w hich   is  the  secur it y  con t ro ll er  depl oyed  to  m on it or   in frast r ucture  secur it y  acco rdi ng   to  the  cho se n  platfo rm   and   pu t  in  place  consi der at io ns   o f  low  c ouplin g  and   high   co hesion ;  this  co ntr ol le r  is  po sit io ne d  at   the  f ront  to  int ercept  the  sta t us   of  que ries  com ing   from   ou tsi de.   In   Ta bl e  1,   we  s how  t he  ne w  sem antic s o f  s om e  m od el s.       Table  1.   Gr a sp patt er ns  a nd th ei r  ne w  sem antic   Grasp p attern   D escri p tio n   New se m an tic   Low co u p lin g   Mini m ize  th e  lin k s    b etween  syste m 's   co m p o n en ts  to   f acilitate  th eir   s calabil ity ,  readab ili ty ,   re liab ilit y ,  an d  r eu sab ility .     Rein f o rce  th e  syste m ’ s  co m p o n en ts  to   v erify  th e  secu r ity   p o licies  p ro p o sed  th rou g h   th e  UML   p rof ile   b ef o re  estab lish in g   a  n ew  lin k   b etween  syst e m ’ s   o b jects.   Hig h  coh esio n   Rein f o rce  th e  sy ste m ’ s  o b jects  to   reali ze  th e   actio n s b elo n g  to it s resp o n sib ilities.    I m p rov e  th e   syste m ’ s   o b jects  resp o n sib ilities  with   th e  secu rity   p o licies  co n d itio n s  illu strat ed   b y   th e  UM L   p r o f ile;  th ese  co n strain ts  ch ecked   o u t  t h rou g h   th e   d esig n  pattern :   secu rity   co n troller .   Secu rity  Co n trolle r   Ded icated  to   sep ar ate  b etween   th e  sy ste m ’ s  la y e rs   an d  f aci litate the s y ste m ’ s  scalabi lit y .     W e   h av e  p rop o sed   a  n ew  d esig n   p attern  sacrif iced   f o r  m o n ito ring   th e   n o n - f u n ctio n al  p rop erties  to   i m p rov e  th e   lo w  co u p lin g  an d  hig h   co h esio n       By   app ly ing   th e  new   sem antic  of   gras p  patte rn s ,  we  can  i ntr oduce  an d  ve rify  the  secu r it y  po li ci es  const raints duri ng   t he  assi gnm ent  of  res ponsi bili ti es  to  the   obj ect s   in vo l ve d  in   achie ving   the  syst em ’s  act ion s.   Desig ners  enr i ch  syst em ’s  fu nctionalit ie s  w it h  the  secur it y  po li ci es  exige ncies  by  ap plyi ng   the  ne w  de f init ion  of gras p  a nd th e secu rity  p r of i le .      3.8.    Ov er view of   Exte nded Po stc on diti on   In  this  w ork ,  we  exten de d  the  LOC  postc onditi on   t o  co ns ide r  the  vali dation  of   sec uri ty   po li ci es  descr i bed  in   the  pr e re qu isi te .  Syst em atical l y,  the  postc on diti on  de fines   the  basic  sta te   of  the   syst em   afte r   execu ti on  of   th e  syst e m   us e  c ases.  This  e xtension  al lows   dom ai n  exp erts  to  i m pr ove  the   functi on al it y  of   the   syst e m   with  the  se m antic s  of   secur it y  poli ci es  and   m or e  spe ci fical ly   the  c reati on  o f  obj e ct s,  the  destr uc ti on   of   obj ect s,  the  form atting   of   as so ci at ion s ,  the   destru ct i on   of  associat io ns   and   th e  cha nge  of   sta te   after  the   execu ti on   of  t he  request.   Th eref or e ,  do m ain ’s   ex pe rts  use   our   UML   pro file   to  im pr ove   the  S DS IB  with  th e   secur it y  po li ci es  con st raints   about  authe nt ific at ion ,  aut horizat ion,  dat a  integrity ,  avail abili ty ,  and   data  encr y ption .       4.   P ROP OSE D APP ROAC H   In   t his  co ntri bu ti on,  we  present  a  ne w  appr oach   f or   m od el ing   the  so ft war e  a rc hitec ture  a nd   integrati ng  t he   m os t  i m po rtant  secu rity   co ns ide rati ons  in to  syst em   desi gn.  Our  inte ntion   is  t o  ov e r wh el m   secur it y  vulner abili ti es  and   increase  t he  sc al abili ty   of   secur it y.  W e  us e d  our  m et ho do log y  f or   the  U P - X P  appr oach   t o  ov erco m e  non - functi on al   featu r es  thr oughout  th e  softwa re  de velo pm ent  pr oc ess.  W e  e nc oura ge d  this  ap proac h  with  a  par ti cul ar  co de  ge ner a tor  to   pro duce   the  fi nal  co de   from   pr ofi le d  m od el s.  As  a  resu lt ,   so ft war e   de vel op e rs  acc urat el y  pro du ce   the  internal  be hav i or  of  th e  syst e m   and   act   on  t he  lo w  co upli ng   a nd  high c oh e sio n  t o pro vid e  reada ble syst em s a s sho wn in Fi gure  2.   To  do  this ,  we  us e d  MD A  a s  a  m od el ing   la ngua ge  t hat  s upports  the   e xten ded  use   of  m od el s  th rou gh  m od el   transfo rm ation .  Thes e  cha nges  al l ow  arc hitec ts  an d  de velo pe rs  to   m anage  the  var i ous   c ha nges  pro du ce d  in  th e  custom er' s  need s  an d  to  a ut om at e  the  m ain te na nce  an d  e vo l ution   of   e xi sti ng   syst em s  via  the  m app in g ru le s  betwee n  the  tw o functi onal  and  non - f un ct io na l aspect s.   First,  we  ge ne rated  the  SDS IB  from   SD S EB  after  a pp l yi ng   the  ne w  LOC  in  or de r   to  co rr ect ly  determ ine  al l  t he  interact io ns  and   syst em   com po nen ts  in vo lved  in  t he  exe cution  of  the  s yst e m   pr ocess es.  I n  this m od el , w e   assign t he res pons i bili ti es and secu rity  sem a ntics t o  syst em ’s objects.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   5278   -   5291   52 86   This  m od el   is  con si der e d  a   Plat fo rm - ind e pende nt  Mod e l  (P IM)  gen e r at ed  from   the   Com pu ti ng  Inde pende nt  Mod el   (CIM)   m od el   by  ap pl yi ng   a  set   of  m od el - to - m odel   trans form at i on s;   CIM  fo c use s  on  t he   syst e m   env iro nm ent.  Then   we  pro du c e  the  PSM  by  addi ng   the  m os t  i m po rtant  infor m at ion   relat ed  to  the  chosen  pla tfo r m   (p la tfo rm   mo dels )  to  P IM.  The  P SM  al rea dy  i m pr ove d  with  the  sec ur i ty   po li ci es  sem antic s .  Ther e f or e,  we  m us t  i m pr ov e  i t  with  the  co nst raints  of   sec ur it y  po li ci es  dep en ding  on   the   cho se n  platf or m .   To   do   this ,  we  ha ve  al lowe d  PS M  extensibili ty   by  deduct in g  an  interm ediat e  m od el   from   PSM;   the  inter m ediat e   m od el  is read y  to r ecei ve othe r  im pr ov em ents r el at ed  t o  a  non - f unct ion al  a sp ect .   In   a dd it io n,   we   hav e  ste reo ty ped   t his  m od el   with  our  UM L  prof il e  (s ecu rity   pr ofi le )  to  grow   it   with   the  con st raints   of   sec uri ty   po li ci es.  The  U ML  pr ofi le   for  secur it y  is  an  extensi on  of  UML  ded ic at ed  to  i m pr ovin g  the  so ft war e ’s  f un ct ion al it ie s  with  sec ur it y  feat ur es  relat ed  t o  authe ntica ti on,  auth ori zat ion ,   data  integrity ,  a nd  dat a  encr ypti on ;   The  UML p r ofi le   is  base d  on   ste r eoty pes   an d  values  m ark ed  to  a dopt U M L  f or  a p a rtic ular per form ance.   Pr act ic al ly ,  we  hav e  pro pose d  a  sp eci fic  cod e  ge ner at or   for  the  UP - XP  appro a ch  to  ge ner at e  th e   so urce  c ode  c orres pondin g  t o  both  functi on al   and  no n - fun ct ion al   as pects .  T his  co de  ge ner at or   ta kes  a s  input  an  al rea dy  a nnotate d  inte rm e diate   m od el   with  secu rity   poli cy   perform ances  an d  c onve rts  it   into  s ource   co de .   It  us es  their  t e m plate s  to  gen erate  the  fi nal  co de  by  weav i ng   t he  s ecur it y  po li ci e s  on   the  s oft war e ’s  functi onal it ie s  thr ough  thes e  t e m plate s;  a  tem pla te   descr ib ed  by  helpers.I n  Fig ur e  3,   a  di agr am   descr ib ing   the   ow e r view  of  the  ap proac h.   We  al so   il lustr at e  the  m os t  i m po rtant  sta tio ns   f or   the  producti on  of  se cur e  a nd   scal able ap plica ti on s.   In   Fi gure  4,   w e  pr ese nt  a  cu r ren t  ex am ple  descr i bing  ho w  to  aut om at i cal ly   gen erate  the  com plete  cod e  for  syst e m ’s  entit es,  attribu te s,  opera ti on s,  per sist e nt  entit ie s,  an d  secu rity   config ur at io n.   T he   so urce   cod e  de du ce d  from   the  desig n  m od el   ob ta i ned   from   SD S IB  by  ap plyi ng  a  set   of  m od el   transfor m at i on s .  I n  this  conversi on,  we  e nr ic hed  the  do m ai n  class  diag ram   w it h  the  necessa ry  op e rati ons  der i ved   f r om   SD S I B   al read y  en hanced  with  the  s e m antic s  of   se cur it y  po li cy   con st raints.  T he n,   we  a ppli ed  the  secu rity   pr of il e   def i ned   by  U ML  prof il e  to   increase  the  secur it y  of  sec ur e  sem antic s.  Af te r  ha ving  been   ste reo ty pe d  th e   interm ediat e  m od el ,   the  co de  gen e rato r  i nter ven e s  to   wea ve   their  te m plates  into   the  syst e m ' s  functi on a li ti es.  As  y ou  can   se e,  we   a nnotate d  Em ai l,  L og i n,   a nd  Passwo rd  res pecti vely   with   Em ai lVa li dation,  uniq ue   a nd   encr y pted  ste r eoty pes.   As  a   resu lt ,  these  ste reo ty pes  e xt end   thes e  at trib utes  with  t he  secu rity   poli ci es   const raints.           Figure  2 .  Dia gra m   descr ibi ng   the owe rv ie w of t he  a ppr oac h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     A U M L Pr ofil e for  Sec ur it y and C ode  Ge ner ation   ( A bdel lat if   La s bahani )   5287       Figure  3 .  Ru nning  e xam ple o f  code  gen e rati on  from  p rofil ed  m od el       5.   S EQUE NC E  DIAGR A M  O F SYSTE M ’S   INTER NA L   B EHAVOIR   Sequence   Dia gr am   of  Syst em ’s  In te rnal   B ehav i or   (SD SI B)   is  a  se quence   diagr am   got  f r om   the  Sequence   Dia gram   of   Syst em ’s  E xter nal  Be hav i or   (SDS E B)   after   it s  enl arg em ent  with   the  new  sem a ntic  of  LOC  an d  gr as p  patte r ns .  O ur  ov e rall   strat egic  obj ect ive   is  to  ind ic at e   respon si bili ti e s  to  syst e m   e ntit ie s   thr ough  the  ne w  e xtension  of   desi gn   patte rn   high  c ohe sion ,  sec ur it y  con t ro ll er,   ex pe rt,  creat or,   a nd  low  couplin g .  We  hav e  update d  t hese  re spo ns ib il ities  to  ta ke  into  acc ount  th e  secur it y  co nt ext  sug gested  by  the   chosen  platf orm   descr ibe d  via  the  UML  prof il e  f or   secu rity .  This  te ch niq ue  will   prom ote  the  inte gr a ti on  of   secur it y  poli cy   con st raints  at   the  in te rm ediate  m od el   le vel.  In   a ddit ion ,  we   hav e  rein force d  this  c omm itm ent   to  des cribe   th e  sta te   of  the  syst e m   bef ore   an d  afte r  e xe cuting  syst em   act ion s  i n  a  se cur e  m ann e r.   I n  this   SD S IB,  we  ci te   pr eci sel y  al l   the  com po ne nts  of   the  syst e m ,  and   the  interact io n s  ne go ti at ed  to  pe r form   a   requested  acti on; S DS I B  foc use d o n  the  tem poral as pect of  the m essage tr ansacti on  betw een syste m  o bject s.   To  prov i de  a n  appr oach  that   consi de rs  no n - functi onal   a sp ect s  du rin g  the  softwa re  de velo pm en t   process  to  pr oduce  scal a ble  and   sec ur e  s of t war e ,  we  pro vi de  pote ntial   enh ancem ents  to  the  SD SEB  to  inj ect   the  se m antic s  and   str uctur e   of   the  non - f un ct io nal  aspe ct s  du ri ng   the ir   el abo rati on .  The  new   S DSI B   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.