Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Центр обработки данных (ЦОД) представляет собой совокупность серверов, размещенных на одной площадке с целью повышения эффективности и защищенности. Защита центров обработки данных представляет собой сетевую и физическую защиту, а также отказоустойчивость и надежное электропитание. В настоящее время на рынке представлен широкий спектр решений для защиты серверов и ЦОД от различных угроз. Их объединяет ориентированность на узкий спектр решаемых задач . Однако спектр этих задач подвергся некоторому расширению вследствии постепенного вытеснения классических аппаратных систем виртуальными платформами. К известным типам угроз (сетевые атаки, уязвимости в приложениях операционных систем, вредоносное программное обеспечение) добавились сложности, связанные с контролем среды (гипервизора), трафика между гостевыми машинами и разграничением прав доступа. Расширились внутренние вопросы и политики защиты ЦОД, требования внешних регуляторов. Работа современных ЦОД в ряде отраслей требует закрытия технических вопросов, а также вопросов связанных с их безопасностью. Финансовые институты (банки, процессинговые центры) подчинены ряду стандартов, выполнение которых заложено на уровне технических решений. Проникновение платформ виртуализации достигло того уровня, когда практически все компании, использующие эти системы, весьма серьезно занялись вопросами усиления безопасности в них. Отметим, что буквально год назад интерес был скорее теоретический .
В современных условиях становится все сложнее обеспечить защиту критически важных для бизнеса систем и приложений.
Появление виртуализации стало актуальной причиной масштабной миграции большинства систем на ВМ, однако решение задач обеспечения безопасности, связанных с эксплуатацией приложений в новой среде, требует особого подхода. Многие типы угроз достаточно изучены и для них разработаны средства защиты, однако их еще нужно адаптировать для использования в облаке.
Cуществующие угрозы облачных вычислений
Контроль и управление облаками - является проблемой безопасности. Гарантий, что все ресурсы облака посчитаны и в нем нет неконтролируемых виртуальных машин, не запущено лишних процессов и не нарушена взаимная конфигурация элементов облака нет. Это высокоуровневый тип угроз, т.к. он связан с управляемостью облаком, как единой информационной системой и для него общую защиту нужно строить индивидуально. Для этого необходимо использовать модель управления рисками для облачных инфраструктур.В основе обеспечения физической безопасности лежит строгий контроль физического доступа к серверам и сетевой инфраструктуре. В отличии от физической безопасности, сетевая безопасность в первую очередь представляет собой построение надежной модели угроз, включающей в себя защиту от вторжений и межсетевой экран. Использование межсетевого экрана подразумевает работу фильтра, с целью разграничить внутренние сети ЦОД на подсети с разным уровнем доверия. Это могут быть отдельно серверы, доступные из Интернета или серверы из внутренних сетей.
В облачных вычислениях важнейшую роль платформы выполняет технология виртуализации. Для сохранения целостности данных и обеспечения защиты рассмотрим основные известные угрозы для облачных вычислений.
1. Трудности при перемещении обычных серверов в вычислительное облако
Требования к безопасности облачных вычислений не отличаются от требований безопасности к центрам обработки данных. Однако, виртуализация ЦОД и переход к облачным средам приводят к появлению новых угроз.Доступ через Интернет к управлению вычислительной мощностью один из ключевых характеристик облачных вычислений. В большинстве традиционных ЦОД доступ инженеров к серверам контролируется на физическом уровне, в облачных средах они работают через Интернет. Разграничение контроля доступа и обеспечение прозрачности изменений на системном уровне является одним из главных критериев защиты.
2. Динамичность виртуальных машин
Виртуальные машины динамичны. Создать новую машину, остановить ее работу, запустить заново можно сделать за короткое время. Они клонируются и могут быть перемещены между физическими серверами. Данная изменчивость трудно влияет на разработку целостности системы безопасности. Однако, уязвимости операционой системы или приложений в виртуальной среде распространяются бесконтрольно и часто проявляются после произвольного промежутка времени (например, при восстановлении из резервной копии). В средах облачных вычислениях важно надежно зафиксировать состояние защиты системы, при этом это не должно зависить от ее состояния и местоположения.3. Уязвимости внутри виртуальной среды
Серверы облачных вычислений и локальные серверы используют одни и те же операционные системы и приложения. Для облачных систем угроза удаленного взлома или заражения вредоносным ПО высока. Риск для виртуальных систем также высок. Параллельные виртуальные машины увеличивает «атакуемую поверхность». Система обнаружения и предотвращения вторжений должна быть способна обнаруживать вредоносную активность на уровне виртуальных машин, вне зависимости от их расположения в облачной среде.4. Защита бездействующих виртуальных машин
Когда виртуальная машина выключена, она подвергается опасности заражения. Доступа к хранилищу образов виртуальных машин через сеть достаточно. На выключенной виртуальной машине абсолютно невозможно запустить защитное программное обеспечение. В данном случаи дожна быть реализована защита не только внутри каждой виртуальной машины, но и на уровне гипервизора.5. Защита периметра и разграничение сети
При использовании облачных вычислений периметр сети размывается или исчезает. Это приводит к тому, что защита менее защищенной части сети определяет общий уровень защищенности. Для разграничения сегментов с разными уровнями доверия в облаке виртуальные машины должны сами обеспечивать себя защитой, перемещая сетевой периметр к самой виртуальной машине (Рис 1.). Корпоративный firewall - основной компонент для внедрения политики IT безопасности и разграничения сегментов сети, не в состоянии повлиять на серверы, размещенные в облачных средах.Атаки на облака и решения по их устранению
1. Традиционные атаки на ПО
Уязвимости операционных систем, модульных компонентов, сетевых протоколов и др - традиционные угрозы, для защиты от которых достаточно установить межстевой экран, firewall, антивирус, IPS и другие компоненты, решающие данную проблему. При этом важно, чтобы данные средства защиты эффективно работали в условиях виртуализации.2. Функциональные атаки на элементы облака
Этот тип атак связан с многослойностью облака, общим принципом безопасности. В статье об опасности облаков было предложено следующее решение : Для защиты от функциональных атак для каждой части облака необходимо использовать следующие средства защиты: для прокси – эффективную защиту от DoS-атак, для веб-сервера - контроль целостности страниц, для сервера приложений - экран уровня приложений, для СУБД - защиту от SQL-инъекций, для системы хранения данных – правильные бэкапы (резервное копирование), разграничение доступа. В отдельности каждые из этих защитных механизмов уже созданы, но они не собраны вместе для комплексной защиты облака, поэтому задачу по интеграции их в единую систему нужно решать во время создания облака.3. Атаки на клиента
Большинство пользователей подключаются к облаку, используя браузер. Здесь рассматриваются такие атаки, как Cross Site Scripting, «угон» паролей, перехваты веб-сессий, «человек посредине» и многие другие. Единственная защита от данного вида атак является правильная аутентификация и использование шифрованного соединения (SSL) с взаимной аутентификацией . Однако, данные средства защиты не очень удобны и очень расточительны для создателей облаков. В этой отрасли информационной безопасности есть еще множество нерешенных задач.4. Атаки на гипервизор
Гипервизор является одним из ключевых элементов виртуальной системы. Основной его функцией является разделение ресурсов между виртуальными машинами. Атака на гипервизор может привести к тому, что одна виртуальная машина сможет получить доступ к памяти и ресурсам другой. Также она сможет перехватывать сетевой трафик, отбирать физические ресурсы и даже вытеснить виртуальную машину с сервера. В качестве стандартных методов защиты рекомендуется применять специализированные продукты для виртуальных сред, интеграцию хост-серверов со службой каталога Active Directory, использование политик сложности и устаревания паролей, а также стандартизацию процедур доступа к управляющим средствам хост-сервера, применять встроенный брандмауэр хоста виртуализации. Также возможно отключение таких часто неиспользуемых служб как, например, веб-доступ к серверу виртуализации.5. Атаки на системы управления
Большое количество виртуальных машин, используемых в облаках требует наличие систем управления, способных надежно контролировать создание, перенос и утилизацию виртуальных машин. Вмешательство в систему управления может привести к появлению виртуальных машин - невидимок, способных блокировать одни виртуальные машины и подставлять другие.Решения по защите от угроз безопасности от компании Cloud Security Alliance (CSA)
Наиболее эффективные способы защиты в области безопасности облаков опубликовала организация Cloud Security Alliance (CSA) . Проанализировав опубликованную компанией информацию, были предложены следующие решения .1. Сохранность данных. Шифрование
Шифрование – один из самых эффективных способов защиты данных. Провайдер, предоставляющий доступ к данным должен шифровать информацию клиента, хранящуюся в ЦОД, а также в случаи отсутствия необходимости, безвозвратно удалять.2. Защита данных при передаче
Зашифрованные данные при передаче должны быть доступны только после аутентификации. Данные не получится прочитать или сделать изменения, даже в случаи доступа через ненадежные узлы. Такие технологии достаточно известны, алгоритмы и надежные протоколы AES, TLS, IPsec давно используются провайдерами.3. Аутентификация
Аутентификации - защита паролем. Для обеспечения более высокой надежности, часто прибегают к таким средствам, как токены и сертификаты. Для прозрачного взаимодействия провайдера с системой индетификациии при авторизации, также рекомендуется использовать LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) и SAML (Security Assertion Markup Language).4. Изоляция пользователей
Использование индивидуальной виртуальной машины и виртуальную сеть. Виртуальные сети должны быть развернуты с применением таких технологий, как VPN (Virtual Private Network), VLAN (Virtual Local Area Network) и VPLS (Virtual Private LAN Service). Часто провайдеры изолируют данные пользователей друг от друга за счет изменения данных кода в единой программной среде. Данный подход имеет риски, связанные с опасностью найти дыру в нестандартном коде, позволяющему получить доступ к данным. В случаи возможной ошибки в коде пользователь может получить данные другого. В последнее время такие инциденты часто имели место.Заключение
Описанные решения по защите от угроз безопасности облачных вычислений неоднократно были применены системными интеграторами в проектах построения частных облаков. После применения данных решений количество случившихся инцидентов существенно снизилось. Но многие проблемы, связанные с защитой виртуализации до сих требуют тщательного анализа и проработанного решения. Более детально рассмотрим их в следующей статье.Когда Эрик Шмит, ныне глава Google, впервые употребил термин "облако" по отношению к распределенной вычислительной веб-системе он вряд ли догадывался, что это одно из тех слов, которые часто встречаются в легендах. Практически во всех мифах народов мира божественные существа обитают очень близко к небу - на облаках. В результате, термин "облачные вычисления" очень понравился маркетологам, поскольку дает пространство для творчества. Попытаемся и мы вербализировать эти мифы, и понять насколько они органично сочетаются с ИТ.
Смерть Мерлина
Одним из персонажей цикла легенд о короле Артуре и его Круглом столе является маг и волшебник Мерлин, который помогал Артуру в его правлении. Показательно, что кончил Мерлин тем, что был заточен в облаках. Он, желая похвалиться перед молодой волшебницей и показать свою магическую силу, построил замок из облаков и предложил своей пассии его осмотреть. Однако волшебница оказалась хитра и заточила мага в его собственном облачном замке. После этого Мерлина уже ни кто не видел, поэтому считается, что он умер где-то там - в выстроенном им же самим облачном замке.
Сейчас "маги от ИТ" также построили целую мифологию вокруг распределенных вычислений, поэтому чтобы не быть заточенными в этих "замках" стоит вначале разобраться что же представляют из себя эти облака, то есть отделить маркетинг от котлет.
Изначально облако было только одно - именно этим символом традиционно обозначали сеть Интернет. Это облако обозначало совокупность всех компьютеров, объединенных протоколом IP и имеющих собственный IP-адрес. Со временем в Интернет начали выделять серверные фермы, которые устанавливались у провайдеров и на которых базировались веб-проекты. При этом для обеспечения высокой нагрузки и отказоустойчивости наиболее крупные веб-системы становились многоуровневыми и распределенными.
В типовой такой системе можно было выделить следующие уровни: обратный прокси, выполняющий также роль балансировщика нагрузки и дешифратора SSL, собственно веб-сервер, далее сервер приложений, СУБД и систему хранения. При этом на каждом уровне могло быть несколько элементов, выполняющих одинаковые функции, и поэтому не всегда было понятно какие именно компоненты используются для обработки пользовательских запросов. А когда непонятно, то это и есть облака. Поэтому начали говорить, что пользовательские запросы выполняются где-то в "облаке" из большого количества серверов. Так и появился термин "облачные вычисления".
Хотя изначально облачные вычисления были связаны с общедоступными веб-проектами - порталами, однако по мере развития распределенных отказоустойчивых веб-систем их начали использовать и для решения внутрикорпоративных задач. Это было время бума на корпоративные порталы, которые были основаны на веб-технологиях, отработанных в публичных системах. В то же время корпоративные системы начали консолидироваться в центры обработки данных, которые было проще и дешевле обслуживать.
Однако выделять на каждый элемент облака отдельный сервер было бы неэффективно - не все элементы облака нагружены одинаково, поэтому параллельно начала развиваться индустрия виртуализации. В публичных облаках она оказалась достаточно популярной, поскольку позволила разграничивать права доступа и обеспечивала быстрый перенос элемента распределенной системы на другой аппаратный носитель. Без виртуализации облачные вычисления были бы менее динамичными и масштабируемыми, поэтому сейчас облака, как правило, состоят из виртуальных машин.
Облачные вычисления в основном связывают с арендой приложений, определяя три типа таких услуг: IaaS - инфраструктура как сервис, PaaS - платформа как сервис и SaaS - программное обеспечение как сервис. Иногда и услуги "безопасность как сервис" также сокращают до SaaS, однако, чтобы не путать облачные услуги безопасности с арендой ПО лучше называть ее ISaaC - Information Security as a Cloud. Такие услуги также начинают предоставляться. Однако не следует путать аутсорсинг приложений и облачные вычисления, поскольку облака могут быть внутрикорпоративные, публичные и гибридные. У каждого из этих типов облаков есть свои особенности при организации системы защиты.
Три шага Вишну
Бог Вишну в индуистской мифологии известен тем, что именно он завоевал пространство для жизни людей с помощью трех шагов: первый был сделан на земле, второй - в облаках, а третьим - в высшей обители. В соответствии с "Риг-ведой" именно этим действием Вишну отвоевал все эти пространства для людей.
Современные ИТ также делают аналогичный "второй шаг" - с земли в облака. Однако, чтобы с этих облаков не свалиться еще на земле стоит позаботиться о безопасности. В первой части я так подробно разобрал структуру облака для того, чтобы было понятно какие угрозы существуют для облачных вычислений. Из описанного выше следует выделить следующие классы угроз:
Традиционные атаки на ПО . Они связанные с уязвимостью сетевых протоколов, операционных систем, модульных компонент и других. Это традиционные угрозы, для защиты от которых достаточно установить антивирус, межсетевой экран, IPS и другие обсуждаемые компоненты. Важно только, чтобы эти средства защиты были адаптированы к облачной инфраструктуре и эффективно работали в условиях виртуализации.
Функциональные атаки на элементы облака . Этот тип атак связан с многослойностью облака, общим принципом безопасности, что общая защита системы равна защите самого слабого звена. Так успешна DoS-атака на обратный прокси, установленный перед облаком, заблокирует доступ ко всему облаку, не смотря на то, что внутри облака все связи будут работать без помех. Аналогично SQL-инъекция, прошедшая через сервер приложений даст доступ к данным системы, не зависимо от правил доступа в слое хранения данных. Для защиты от функциональных атак для каждого слоя облака нужно использовать специфичные для него средства защиты: для прокси - защиту от DoS-атак, для веб-сервер - контроль целостности страниц, для сервера приложений - экран уровня приложений, для слоя СУБД - защиту от SQL-инъекций, для системы хранения - резервное копирование и разграничение доступа. В отдельности каждые из этих защитных механизмов уже созданы, но они не собраны вместе для комплексной защиты облака, поэтому задачу по интеграции их в единую систему нужно решать во время создания облака.
Атаки на клиента . Этот тип атак отработан в веб-среде, но он также актуален и для облака, поскольку клиенты подключаются к облаку, как правило, с помощью браузера. В него попадают такие атаки как Cross Site Scripting (XSS), перехваты веб-сессий, воровство паролей, "человек посредине" и другие. Защитой от этих атак традиционно является строгая аутентификации и использование шифрованного соединения с взаимной аутентификацией, однако не все создатели "облаков" могут себе позволить столь расточительные и, как правило, не очень удобные средства защиты. Поэтому в этой отрасли информационной безопасности есть еще нерешенные задачи и пространство для создания новых средств защиты.
Угрозы виртуализации . Поскольку платформой для компонент облака традиционно являются виртуальные среды, то атаки на систему виртуализации также угрожают и всему облаку в целом. Этот тип угроз уникальный для облачных вычислений, поэтому его мы подробно рассмотрим ниже. Сейчас начинают появляться решения для некоторых угроз виртуализации, однако отрасль эта достаточно новая, поэтому пока сложившихся решений пока не выработано. Вполне возможно, что рынок информационной безопасности в ближайшее время будет вырабатывать средства защиты от этого типа угроз.
Комплексные угрозы "облакам" . Контроль облаков и управление ими также является проблемой безопасности. Как гарантировать, что все ресурсы облака посчитаны и в нем нет неподконтрольных виртуальных машин, не запущено лишних бизнес-процессов и не нарушена взаимная конфигурация слоев и элементов облака. Этот тип угроз связан с управляемостью облаком как единой информационной системой и поиском злоупотреблений или других нарушений в работе облака, которые могут привести к излишним расходам на поддержание работоспособности информационной системы. Например, если есть облако, которое позволяет по представленному файлу детектировать в нем вирус, то как предотвратить воровство подобных детектов? Этот тип угроз наиболее высокоуровневый и, я подозреваю, что для него невозможно универсального средства защиты - для каждого облака ее общую защиту нужно строить индивидуально. Помочь в этом может наиболее общая модель управления рисками, которую нужно еще правильно применить для облачных инфраструктур.
Первые два типа угроз уже достаточно изучены и для них выработаны средства защиты, однако их еще нужно адаптировать для использования в облаке. Например, межсетевые экраны предназначены на защиты периметра, однако в облаке непросто выделить периметр для отдельного клиента, что значительно затрудняет защиту. Поэтому технологию межсетевого экранирования нужно адаптировать к облачной инфраструктуре. Работу в этом направлении сейчас активно ведет, например, компания Check Point.
Новым для облачных вычислений типом угроз является проблемы виртуализации. Дело в том, что при использовании этой технологии в системе появляются дополнительные элементы, которые могут быть подвергнуты атаке. К ним можно отнести гипервизор, систему переноса виртуальных машин с одного узла на другой и систему управления виртуальными машинами. Рассмотрим подробнее, каким же атакам могут подвергнуться перечисленные элементы.
Атаки на гипервизор . Собственно ключевым элементом виртуальной системы является гипервизор, который обеспечивает разделение ресурсов физического компьютера между виртуальными машинами. Вмешательство в работу гипервизора может привести к тому, что одна виртуальная машина может получить доступ к памяти и ресурсам другой, перехватывать ее сетевой трафик, отбирать ее физические ресурсы и даже совсем вытеснить виртуальную машину с сервера. Пока мало кто из хакеров понимает, как именно работает гипервизор, поэтому атак подобного типа практически нет, однако это еще не гарантирует, что они не появятся в будущем.
Перенос виртуальных машин . Следует отметить, что виртуальная машина представляет собой файл, который может быть запущен на исполнение в разных узлах облака. В системах управления виртуальными машинами предусмотрены механизмы переноса виртуальных машин с одного узла на другой. Однако файл виртуальной машины можно и вообще украсть и попытаться запустить ее за пределами облака. Вынести физический сервер из ЦОДа невозможно, а вот виртуальную машину можно украсть по сети, не имея физического доступа к серверам. Правда, отдельная виртуальная машина за пределами облака не имеет практической ценности - воровать нужно как минимум по одной виртуальной машине из каждого слоя, а также данные из системы хранения для восстановления аналогичного облака, тем не менее, виртуализация вполне допускает воровство частей или всего облака целиком. То есть вмешательство в механизмы переноса виртуальных машин порождает новые риски для информационной системы.
Атаки на системы управления . Огромное количество виртуальных машин, которые используются в облаках, особенно в публичных облаках, требует таких систем управления, которые могли бы надежно контролировать создание, перенос и утилизацию виртуальных машин. Вмешательство в системы управления может привести к появлению виртуальных машин невидимок, блокирование одних машин и подстановка в слои облака неавторизованных элементов. Все это позволяет злоумышленникам получать информацию из облака или захватывать его части или все облако целиком.
Следует отметить, что пока все перечисленные выше угрозы являются чисто гипотетическими, поскольку сведений о реальных атаках этого типа практически нет. В то же время, когда виртуализация и облака станут достаточно популярными, все эти типы нападений могут оказаться вполне реальными. Поэтому их стоит иметь в виду еще на этапе проектирования облачных систем.
За седьмым небом
Апостол Павел утверждал, что знал человека, который был восхищен на седьмое небо. С тех пор словосочетание "седьмое небо" прочно закрепилось для обозначения рая. Впрочем, далеко не все христианские святые сподобились побывать даже на первом небе, тем не менее, нет такого человека, который не мечтал бы хоть одним глазком взглянуть на седьмое небо.
Возможно, именно эта легенда и подвигла создателей компании Trend Micro назвать один из своих проектов по защите облаков Cloud Nine - девятое облако. Это ведь явно выше седьмого. Впрочем, сейчас этим именем названы самые разнообразные вещи: песни, детективы, компьютерные игры, однако вполне возможно, что это имя было навеяно христианской легендой Павла.
Впрочем, пока к омпания Trend Micro опубликовала только сведения о том, что Cloud Nine будет связан с шифрованием данных в облаке. Именно шифрование данных и позволяет защититься от большинства угроз данным в публичном облаке, поэтому подобные проекты сейчас будут активно развиваться. Давайте пофантазируем, какие инструменты защиты еще могут пригодиться для снижения описанных выше рисков.
В первую очередь нужно обеспечить надежную аутентификацию, как пользователей облака, так и его компонентов. Для этого можно, скорее всего, применять уже готовые системы однократной аутентификации (SSO), которые базируются на Kerberos и протокол взаимной аутентификации оборудования. Далее потребуются системы управления идентификационной информацией, которые позволяют настраивать права доступа пользователей к различным системам с помощью ролевого управления. Конечно, придется повозиться с определением ролей и минимальных прав для каждой роли, но, один раз настроив систему, ее можно будет эксплуатировать достаточно долго.
Когда все участники процесса и их права определены нужно следить за соблюдением этих прав и обнаружением ошибок администрирования. Для этого нужны системы обработки событий от средств защиты элементов облака и дополнительных защитных механизмов, таких как межсетевые экраны, антивирусы, IPS и другие. Правда, стоит использовать те их варианты, которые могут работать в среде виртуализации - это будет эффективней.
Кроме того, стоит также использовать какую-нибудь фрод-машину, которая позволяла бы выявлять мошенничество в использовании облаков, то есть снизить самый сложный риск вмешательства в бизнес-процессы. Правда, сейчас на рынке, скорее всего, нет фрод-машины, которая позволяла работать с облаками, тем не менее, технологии выявления случаев мошенничества и злоупотребления уже отработаны для телефонии. Поскольку в облаках придется внедрять биллинговую систему, то и фрод-машину к ней стоит присоединить. Таким образом, можно будет хотя бы контролировать угрозы для бизнес-процессов облака.
Какие же еще защитные механизмы можно использовать для защиты облаков? Вопрос пока остается открытым.
Интервью с Алексеем Бердником, руководителем проектов департамента по работе со стратегическими клиентами Digital Design
Появление виртуализации стало актуальной причиной масштабной миграции большинства систем на виртуальные машины. Однако нет никакой гарантии, что все ресурсы облака посчитаны, и в нем нет неконтролируемых виртуальных машин, не запущено лишних процессов или не нарушена взаимная конфигурация элементов облака. Какие существуют угрозы для облачных вычислений и как их можно предотвратить?
– Это высокоуровневый тип угроз, поскольку он связан с управляемостью облака как единой информационной системы, и общую защиту для него нужно строить индивидуально. Для этого необходимо использовать модель управления рисками для облачных инфраструктур.
В облачных вычислениях важнейшую роль платформы выполняет технология виртуализации. Среди известных угроз для облачных вычислений – трудности при перемещении облачных серверов в вычислительное облако. В большинстве традиционных ЦОД доступ инженеров к серверам контролируется на физическом уровне, в облачных средах они работают через Интернет. Поэтому разграничение контроля доступа и обеспечение прозрачности изменений на системном уровне являются одним из главных критериев защиты.
Угроза может быть связана с динамичностью виртуальных машин. Виртуальные машины клонируются и могут быть перемещены между физическими серверами. Эта изменчивость влияет на разработку целостной системы безопасности. При этом уязвимости операционной системы или приложений в виртуальной среде распространяются бесконтрольно и часто проявляются после произвольного промежутка времени, например, при восстановлении из резервной копии. Поэтому в среде облачных вычислений важно надежно зафиксировать состояние защиты системы, независимо от ее местоположения. Для облачных и виртуальных систем достаточно высок риск взлома и заражения вредоносным ПО. Поэтому система обнаружения и предотвращения вторжений должна быть способна обнаруживать вредоносную активность на уровне виртуальных машин, вне зависимости от их расположения в облачной среде.
Выключенная виртуальная машина также подвергается опасности заражения, поскольку для доступа к ее хранилищу образов достаточно и доступа через сеть. В то же время, включить защитное ПО на выключенной виртуальной машине невозможно. Именно поэтому должна быть реализована защита на уровне гипервизора. Также нужно учитывать, что при использовании облачных вычислений периметр сети размывается или даже исчезает, что приводит к совершенно иному определению общего уровня защищенности сети. Он соответствует наименее защищенной ее части. Для разграничения сегментов с разными уровнями доверия в облаке виртуальные машины должны сами обеспечивать себя защитой, перемещая сетевой периметр к самой виртуальной машине.
С чем еще связаны риски перехода в облако?
– Уязвимости операционных систем, модульных компонентов, сетевых протоколов - традиционные угрозы, для защиты от которых достаточно установить межсетевой экран, firewall, антивирус, IPS и другие компоненты, решающие данную проблему. При этом важно, чтобы данные средства защиты эффективно работали в условиях виртуализации.
Также существуют функциональные атаки на элементы облака. Для защиты них для каждой части облака необходимо использовать следующие средства защиты: для прокси – эффективную защиту от DoS-атак, для веб-сервера - контроль целостности страниц, для сервера приложений - экран уровня приложений, для СУБД - защиту от SQL-инъекций, для системы хранения данных – правильные бэкапы (резервное копирование), разграничение доступа. В отдельности каждые из этих защитных механизмов уже созданы, но они не собраны вместе для комплексной защиты облака, поэтому задачу по интеграции их в единую систему нужно решать во время создания облака.
Можно выделить так называемые атаки на клиента. Поскольку большинство пользователей подключаются к облаку, используя браузер, существует риск «угона» паролей, перехвата веб-сессий и множество других подобных атак. Единственной защитой от них является правильная аутентификация и использование шифрованного соединения (SSL) с взаимной аутентификацией. Однако, данные средства защиты не слишком удобны и очень расточительны для создателей облаков. В этой отрасли информационной безопасности есть еще множество нерешенных задач.
Одним из ключевых элементов виртуальной системы является гипервизор. Основной его функцией является разделение ресурсов между виртуальными машинами. Атака на гипервизор может привести к тому, что одна виртуальная машина сможет получить доступ к памяти и ресурсам другой. Также она сможет перехватывать сетевой трафик, отбирать физические ресурсы и даже вытеснить виртуальную машину с сервера. В качестве стандартных методов защиты рекомендуется применять специализированные продукты для виртуальных сред, интеграцию хост-серверов со службой каталога Active Directory, использование политик сложности и устаревания паролей, а также стандартизацию процедур доступа к управляющим средствам хост-сервера, применять встроенный брандмауэр хоста виртуализации. Также возможно отключение таких часто неиспользуемых служб как, например, веб-доступ к серверу виртуализации.
Большое количество виртуальных машин, используемых в облаках требует наличие систем управления, способных надежно контролировать создание, перенос и утилизацию виртуальных машин. Вмешательство в систему управления может привести к появлению виртуальных машин - невидимок, способных блокировать одни виртуальные машины и подставлять другие.
Угрозы безопасности всегда порождают решения, способные их предотвратить. Какие из них наиболее эффективные?
– Один из наиболее эффективных способов защиты данных – это шифрование. Провайдер, предоставляющий доступ к данным, должен шифровать информацию клиента, хранящуюся в ЦОД, а также, в случае отсутствия необходимости, безвозвратно удалять. При передаче даже зашифрованные данные должны быть доступны только после аутентификации. Кроме того, доступ к данным следует осуществлять только через надежные протоколы AES, TLS, IPsec. Также более высокой надежности позволит достичь использование токенов и сертификатов при аутентификации. При авторизации также рекомендуется использовать LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) и SAML (Security Assertion Markup Language) для прозрачного взаимодействия провайдера с системой идентификации. Кроме того, виртуальные сети должны быть развернуты с применением таких технологий как VPN (Virtual Private Network), VLAN (Virtual Local Area Network) VPLS (Virtual Private LAN Service).
Под облачными вычислениями в совокупности понимается большой пул легко используемых и легкодоступных виртуализованных ресурсов (таких как аппаратные комплексы, сервисы и др.). Эти ресурсы могут быть динамически перераспределены (масштабированы) для подстройки под динамически изменяющуюся нагрузку, обеспечивая оптимальное использование ресурсов. Этот пул ресурсов обычно предоставляется по принципу «оплата по мере использования». При этом владелец облака гарантирует качество обслуживания на основе определенных соглашений с пользователем.
В соответствии со всем вышесказанным, можно выделить следующие основные черты облачных вычислений:
1) облачные вычисления представляют собой новую парадигму предоставления вычислительных ресурсов;
2) базовые инфраструктурные ресурсы (аппаратные ресурсы, системы хранения данных, системное программное обеспечение) и приложения предоставляются в виде сервисов;
3) данные сервисы могут предоставляться независимым поставщиком для внешних пользователей по принципу «оплата по мере использования», основными особенностями облачных вычислений являются виртуализация и динамическая масштабируемость;
4) облачные сервисы могут предоставляться конечному пользователю через веб-браузер или посредством определенного программного интерфейса API (Application Programming Interface) .
Общая модель облачных вычислений состоит из внешней и внутренней частей. Эти два элемента соединены по сети, в большинстве случаев через Интернет. Посредством внешней части пользователь взаимодействует с системой; внутренняя часть - это собственно само облако. Внешняя часть состоит из клиентского компьютера или сети компьютеров предприятия и приложений, используемых для доступа к облаку. Внутренняя часть представляет собой приложения, компьютеры, серверы и хранилища данных, создающие облако сервисов посредством виртуализации (рис. 1).
При перемещении существующих физических виртуальных машин (ВМ) из центра обработки данных (ЦОД) во внешние облака или предоставление IT-сервисов вне безопасного периметра в частных облаках, приводит к тому, что периметр сети полностью теряет смысл, а общий уровень безопасности становится довольно низким.
Если в традиционных ЦОД, доступ инженеров к серверам строго контролируется на физическом уровне, то в облачных вычислениях доступ инженеров происходит через интернет, что приводит к появлению соответствующих угроз. Соответственно, критически важным является строгий контроль доступа для администраторов, а так же обеспечение контроля и прозрачность изменений на системном уровне
Виртуальные машины динамичны. Изменчивость ВМ очень сильно усложняет создание и поддержание целостной системы безопасности. Уязвимости и ошибки в настройках могут бесконтрольно распространяться. Кроме этого, весьма непросто зафиксировать для последующего аудита состояния защиты в какой-либо определённый момент времени.
Серверы облачных вычислений используют те же ОС и те же веб-приложения, что и локальные виртуальные, и физические сервера. Соответственно, для облачных систем угроза удаленного взлома или заражения вредоносным кодом так же высока.
Ещё одной угрозой является угроза целостности данных: компрометации и кражи данных. Целостность операционной системы и файлов приложений, а так же внутренняя активность должны контролироваться.
Использование многопользовательских облачных сервисов усложняет следование требованиям стандартов и законов, включающих в себя требования использования криптографических средств, для защиты важной информации, такой как информация о владельце кредитной карты и информации идентифицирующей человека. Это в свою очередь, порождает непростую задачу обеспечения надёжной защиты и безопасного доступа к важным данным .
Основываясь на анализе возможных угроз в облачных вычислениях, предложен возможный программно-аппаратный комплексный защиты безопасности облачных вычислений, включающий в себя 5 технологий: брандмауэр, обнаружение и предотвращение вторжений, контроль целостности, анализ журналов и защита от вредоносного программного обеспечения.
Провайдеры облачных вычислений используют виртуализацию для представления своим клиентам доступ к недорогим вычислительным ресурсам. При этом ВМ клиентов разделяют одни и те же аппаратные ресурсы, что необходимо для достижения наибольшей экономической эффективности. Корпоративные заказчики, которые интересуются облачными вычислениями для расширения своей внутренней IT-инфраструктуры, должны учитывать угрозы, которые порождает подобный шаг. Кроме традиционных механизмов сетевой защиты центров обработки данных, использующих такие подходы безопасности как: пограничный брандмауэр, выделение демилитаризованных зон, сегментацию сети, средства контроля состояния сети, системы обнаружения и предотвращения вторжений, так же должны использоваться программные механизмы защиты данных на серверах виртуализации или на самих ВМ, так как с переносом ВМ на публичные облачные сервисы периметр корпоративной сети постепенно теряет смысл и на общий уровень безопасности начинают значительно влиять наименее защищённые узлы. Именно невозможность физического разделения и применения аппаратных средств безопасности для отражения атак между ВМ приводит к потребности размещения механизма защиты на сервере виртуализации или на самих ВМ. Внедрение на самой виртуальной машине комплексного метода защиты, включающего в себя программную реализацию брандмауэра, обнаружения и предотвращения вторжений, контроля целостности, анализа журналов и защиты от вредоносного кода, является наиболее эффективным способом защиты целостности, соответствия требованиям регуляторов, соблюдение политик безопасности при перемещении виртуальных ресурсов из внутренней сети в облачные среды.
Литература:
1. Радченко Г.И. Распределённые вычислительные системы // Учебное пособие. - 2012. - С. 146-149.
2. Кондрашин М. Безопасность облачных вычислений // Storage News. - 2010. - №1.
Большинство ИТ-организаций не знают каким образом осуществляется защита корпоративных данных в облаке. В результате этого компании подвергают рискам как учетные записи и конфиденциальную информацию своих пользователей, так и информацию о работе данного предприятия.
В рамках исследования, которое получило название, «Проблемы управления информацией в облаке: глобальное исследование безопасности данных», было опрошено более 1800 специалистов во всём мире по ИТбезопасности. Опрос показал, что организации стали активнее использовать многие возможности облачных вычислений, но подразделения ИТ корпораций сталкиваются с проблемами при управлении данными предприятия и обеспечении их безопасности в облаке. Также исследование демонстрирует, что всего в 38% предприятий четко определены роли и ответственности за обеспечение защиты в облаке конфиденциальной информации. Ухудшает ситуацию то, что 44% данных организаций, хранящихся в облаке, не подконтролируются подразделениями ИТ и не управляются ими.
Однако большинство проинтервьюированных, их составляет 70%, соглашается, что выдерживают требования по сохранению секретности данных и их защите в облаке становится всё труднее. Кроме того, респонденты выделяют, что риску потерь более всего подвержены адреса электронной почты, данные о потребителях и заказчиках и платежная информация. Внедрение более половины всех облачных сервисов в организациях осуществляется силами сторонних департаментов, а не ИТ-отделами данных фирм, и в среднем около 44% корпоративных данных, размещенных в облаке, не контролируется и не управляется ИТ-подразделениями.
Существует множество угроз безопасности облачных вычислений, в связи с которыми предприятия преграждают внедрение облачных технологий. Ниже рассмотрим некоторые из них, такие как кража личных данных, их удаление и восстановление, утечка, отказ в обслуживании, манипулирование данными клиента, вредоносное создание ВМ (виртуальной машины) и небезопасный ее перенос, спуфинг виртуальной сети.
При краже личностных данных атакующий может совершать запрещенные действия, которые могут поставить под опасность данные, манипулирование ими и перенаправление любой операции. Эта угроза происходит, когда предлагают услуги, которые могут быть доступны через интерфейсы программирования приложений (SOAP, REST или HTTP) . Безопасность облака зависит от этих интерфейсов. Похитители могут иметь возможность восстановить удаленные данные, так как эти данные все еще могут существовать на устройстве. Утечка данных происходит, когда информация обрабатывается неправильно во время передачи, обработки, хранения или ее аудита.
Отказ в обслуживании происходит из-за уязвимости в пределах небезопасных интерфейсов и неограниченном распределении ресурсов. Виртуальная машина может создать образ с помощью действительной учетной записи. Образ может содержать вредоносный код. При небезопасном переносе ВМ злоумышленник может получить доступ к данным незаконно, в процессе переноса виртуальной машины ненадежному обладателю. При спуфинге виртуальной сети злоумышленник может использовать ВМ, чтобы отслеживать виртуальные сети и даже использовать протокол разрешения адресов для перенаправления пакетов из других ВМ или в другие ВМ, что приводит соединению МАС-адреса с сетевым IP .
В целях сохранения безопасности предприятия, применяемые облачные технологии, должны доводить до сотрудников основные проблемы, связанные с использованием облачных вычислений. Необходимо разрабатывать комплексные политики по управлению данными и по соблюдению законодательных требований. А также разрабатывать рекомендации и правила в отношении того, какие данные можно хранить в облаке, а какие не стоит. ИТ-подразделениям предприятия необходимо реализовать меры по обеспечению безопасности данных, например, внедряя шифрование данных. Тем самым позволяя централизованно управлять защитой данных в облаке. ИТ-подразделениям предприятия необходимо применять эффективные механизмы для контроля доступом пользователей. Например, использовать механизм многофакторной аутентификации. Решения многофакторной аутентификации могут обеспечивать более защищенный доступ ко всем приложениям и данным.
Облачные вычисления предоставляют целый ряд весьма привлекательных возможностей для повышения эффективности совместной, удаленной и распределенной работы и для сокращения затрат. Несмотря на то, что миграция в облако сопряжена с определенными рисками, эти риски не превышают тех, которые имеют место при хостинге услуг внутри организации. Основное различие заключается в том, что облачная среда предоставляет злоумышленникам новое поле для атак. Если потратить время на понимание того, какие уязвимости существуют в облачной среде и что можно сделать для предотвращения использования этих уязвимостей злоумышленниками, облачные сервисы могут стать такими же защищенными, как и любые другие сервисы, предоставляемые в локальной или распределенной сети организации.
