Riset Terkini Secure Design

Back to IF5161 Keamanan Data dan Perangkat Lunak

Riset Terkini Secure Design

Questions/Cues

• Apa itu Threat Modeling as Code dan bagaimana ia masuk ke pipeline DevOps?
• Bagaimana AI/ML dapat dan tidak dapat membantu design review?
• Apa kegunaan formal methods seperti TLA+?
• Apa itu FHE, SMPC, dan ZKP sebagai Privacy-Enhancing Technologies?
• Apa peran eBPF dalam penegakan runtime?
• Mengapa trade-off harus didokumentasikan?

Reference Points

• IF5161 — W04 Secure Architecture and Design Review, “Part 3: Recent Advances & Research Frontiers” (Research 1–5 dan “No Free Lunch”)

Lima Frontier Riset

#	Topik	Konsep	Catatan praktis
1	Threat Modeling as Code (TMaaC)	Threat model ditulis sebagai kode dan diverifikasi otomatis	Alat: pytm, ThreatSpec; terintegrasi pipeline DevOps
2	AI/ML dalam design review	LLM mem-parse model C4 untuk menyarankan kontrol yang hilang; GNN menganalisis topologi untuk propagasi kerentanan	Wajib Human-in-the-Loop agar tak terjadi halusinasi
3	Formal methods (TLA+)	Membuktikan properti keamanan secara matematis	Konsensus terdistribusi, verifikasi kebijakan IAM; AWS memakainya untuk S3 dan DynamoDB
4	Privacy-Enhancing Technologies	FHE (komputasi pada data terenkripsi), SMPC (analisis kolaboratif tanpa berbagi data), ZKP (membuktikan fakta tanpa membuka data)	Mengurangi kebutuhan mempercayai pemroses data
5	eBPF	Program tersandbox di kernel Linux	Observability mendalam dan PEP dinamis; alat: Cilium, Tetragon

flowchart LR
    D["Design"] --> TM["TMaaC<br/>pytm / ThreatSpec"]
    TM --> AI["AI-assisted review<br/>(HITL)"]
    AI --> FM["Formal verification<br/>(TLA+)"]
    FM --> RT["Runtime enforcement<br/>(eBPF: Cilium, Tetragon)"]
    PET["PETs: FHE, SMPC, ZKP"] -.melindungi data di semua tahap.-> D

”No Free Lunch” dalam Keamanan

Setiap kontrol menambah biaya: latensi (enkripsi, mTLS), kompleksitas operasional, atau pengalaman pengguna. Tidak ada desain yang unggul di keamanan, performa, usability, dan biaya sekaligus. Deliverable tingkat magister: selalu dokumentasikan residual risk yang diterima ketika trade-off memilih performa atau biaya.

Summary

Lima frontier: TMaaC (threat model sebagai kode di pipeline), AI/ML untuk design review (selalu dengan human-in-the-loop), formal methods/TLA+ untuk bukti properti, PET (FHE, SMPC, ZKP) untuk privasi, dan eBPF untuk penegakan runtime. Semuanya tunduk pada prinsip no free lunch: trade-off keamanan vs performa/biaya harus dicatat beserta residual risk yang diterima.

Additional Information

Memilih Teknologi

Aturan praktis: gunakan TMaaC bila tim sudah matang di CI/CD; TLA+ untuk protokol dan kebijakan kritis berbiaya kesalahan tinggi; FHE/ZKP hanya saat model ancaman memang tidak mempercayai pemroses karena overhead komputasinya besar; eBPF saat butuh observability tanpa mengubah aplikasi.

Proyek Eksplorasi Mandiri

1. Tulis model pytm untuk aplikasi 3-tier sederhana dan hasilkan DFD serta daftar ancaman otomatis.
2. Tulis spesifikasi TLA+ kecil (mis. mutual exclusion) dan jalankan model checker TLC.

Bacaan Lanjutan

• Newcombe et al., How Amazon Web Services Uses Formal Methods
• Dokumentasi pytm dan Cilium Tetragon