Blockchain access protocols in cloud computing: implementation framework and standardization challenges

Cloud computing has revolutionized modern IT infrastructure by providing scalable, ondemand resources. However, traditional access control protocols struggle to ensure data security in highly dynamic and decentralized environments. Blockchain technology, with its decentralized, transparent, and immutable characteristics, presents a promising solution for enhancing access control mechanisms in cloud systems. This thesis explores the interoperability challenges between blockchain and cloud computing, focusing on authentication and authorization processes. Through a systematic literature review, various blockchain-based access control models are analyzed, highlighting their advantages, limitations, and potential for large-scale adoption. The study introduces a comprehensive framework for integrating blockchain with cloud access protocols, evaluating existing methodologies, standardization efforts, and real-world applicability. Special attention is given to Decentralized Identifiers (DIDs), Smart Contracts, attribute-based encryption mechanisms, and oracle architectures, assessing their effectiveness in improving security and access control policies. Additionally, the study investigates how different blockchain-based access protocols align with various cloud infrastructures, offering a structured framework to assist cloud stakeholders in selecting the most suitable authentication and authorization mechanisms. The findings highlight the key challenges in standardizing access protocols for blockchain-cloud integration and provide a critical evaluation of current solutions. Ultimately, this research serves as a reference for future advancements in secure, scalable, and interoperable access control models in cloud computing environments.

Il cloud computing ha rivoluzionato le infrastrutture IT moderne, offrendo risorse scalabili e disponibili su richiesta. Tuttavia, i protocolli di controllo degli accessi tradizionali presentano difficoltà nel garantire la sicurezza dei dati in ambienti altamente dinamici e decentralizzati. La tecnologia blockchain, grazie alle sue caratteristiche di decentralizzazione, trasparenza e immutabilità, si configura come una soluzione promettente per il miglioramento dei meccanismi di controllo degli accessi nei sistemi cloud. Questa tesi esplora le sfide di interoperabilità tra blockchain e cloud computing, con un focus specifico sui processi di autenticazione e autorizzazione. Attraverso un'analisi sistematica della letteratura, vengono esaminati diversi modelli di controllo degli accessi basati su blockchain, mettendone in evidenza i vantaggi, le limitazioni e il potenziale per un'adozione su larga scala. Lo studio introduce un framework comprensivo per l’integrazione della blockchain nei protocolli di accesso al cloud, valutando le metodologie esistenti, gli sforzi di standardizzazione e le loro applicazioni nel mondo reale. Particolare attenzione è dedicata ai Decentralized Identifiers (DIDs), agli Smart Contracts, ai meccanismi di crittografia basati sugli attributi e alle architetture di oracoli, analizzandone l'efficacia nel migliorare la sicurezza e le politiche di accesso ai dati. Inoltre, la ricerca indaga come i diversi protocolli di accesso basati su blockchain si allineino con le varie infrastrutture cloud, proponendo un framework strutturato che supporti gli stakeholder nella scelta dei meccanismi di autenticazione e autorizzazione più adeguati. I risultati evidenziano le principali sfide nella standardizzazione dei protocolli di accesso per l'integrazione tra blockchain e cloud, fornendo una valutazione critica delle soluzioni attualmente disponibili. In ultima analisi, questo studio rappresenta un riferimento per i futuri sviluppi di modelli di accesso ai sistemi cloud che siano sicuri, scalabili e interoperabili.