כשצריך הגנות על מכונות וירטואליות

Print Friendly, PDF & Email

מדי פעם יוצא לי לשוחח עם אנשים שאחראים על סביבות שמצריכים סיווג בטחוני גבוה ואותם אנשים מחפשים תמיד את השלב הבא בהגנה על התשתית של החברה שלהם. אחד הדברים שהם הכי חוששים מהם זה "פריצה פנימית": איך ניתן למישהו שמנהל תשתיות וירטואליזציה לנהל את כל המערכת אך לא לאפשר לו "להציץ" דרך כלים שונים – בתוך אותן מכונות VM שרצות, גם כאשר אותו איש תשתיות יש לו root למכונה הפיזית. (שימו לב: אני לא מדבר על ביצוע ssh לתוך מכונת VM, אלא להריץ סקריפט/כלי ברמת ה-Hypervisor כדי "לחקור" מכונת VM)

הבעיה אמיתית יותר בסביבות חיצוניות: נניח ויש לנו VM שאנחנו רוצים להריץ אותו בענן ציבורי או אצל כל ספק מקומי על תשתית ה-Hypervisor שלו. גם אם נאבטח וננעל את ה-VM עצמו מבפנים, תמיד יהיה חשש שמישהו בעל הרשאות root יוכל להריץ כלים כדי לאבחן את ה-VM מבחינת דברים שהוא מריץ (סריקת זכרון וכו'). אפשר כמובן לשכור שרת פיזי ולהריץ את ה-VM עליו, אך זה סיפור יותר יקר וגם שם יש בעיות אבטחה אחרות.

אינטל בזמנו פיתחה את ה-SGX, שזו מערכת שמאפשרת לנו ליצור איזור מאובטח שעליו ירוץ קוד בצורה מוצפנת כך שגם מנהל Hypervisor עם תוכנות זדוניות לא יוכל לסרוק את אותו זכרון ולמצוא מה רץ. ה-SGX עצמו כבר נפרץ (אינטל הוציאה תיקון), אבל בכל מקרה הפתרון עצמו היה בעייתי עוד מלכתחילה: האפליקציה המוצפנת היתה צריכה להיות מאוד קטנה (עד 64 מגהבייט זכרון), והביצועים (במיוחד ה-Floating Point) היו, איך נאמר בעדינות … לא משהו להתגאות בו. ב-VMWare לא רצו לנגוע בזה גם עם מקל ארוך.

ואז הגיעה חברת AMD ובשנת 2017 היא פירסמה על תוספות חדשות שיהיו זמינים במעבדים שלה לשרתים (EPYC) ובמעבדים לצרכים מקצועיים (Ryzen Pro): התוספות הן SEV ו-SME (והתוספת החדשה: SEV-ES – להצפין גם רגיסטרים במעבד שמשומשים ע"י אותו VM מוצפן). ה-SEV איפשר להצפין את מכונת ה-VM עם מפתח יחודי שמגיע מתוך מעבד ARM שנמצא במעבד EPYC (כן, מעבד בתוך מעבד) ו-SME שמצפין את הזכרון של ה-VM.

היתרונות של SEV ו-SME הם בכך ש:

  1. אין צורך לעשות שינויים מהותיים ב-VM (רק להחליף Kernel לאחד שתומך ב-SME/SEV)
  2. ההצפנה היא ברמת חומרה, כך שה"קנס" ברמת ביצועים הוא מאוד מינימלי
  3. המפתחות הם יחודיים ולכל VM יש מפתח משלו שמונפק ע"י המעבד. ניתן להנפיק עד 105 מפתחות (כל VM מקבל מפתח אחד, כך שאפשר להריץ עד 105 מכונות VM מוצפנות בשרת עם מעבד EPYC יחיד או 210 בשרת עם שני מעבדי EPYC).

החסרונות:

  1. אי אפשר להצפין מכונות Windows, לפחות עד שמיקרוסופט לא תוסיף את תמיכת ההצפנה ל-OS עצמו.
  2. VMware בשלב זה אינה תומכת בפונקציות אלו מ-AMD או אינטל (תיכף ארחיב על הפתרון של אינטל) – זה יתווסף בגירסה 6.8 או 7.0 ולכן אם אתם צריכים זאת עכשיו, תצטרכו לעבור ל-KVM או על אחת הפלטפורמות שמבוססות על KVM (בכל מקרה יש צורך לבצע את ההחלפת Kernel).

באינטל ראו את הפתרון של AMD והחליטו שגם הם יוציאו משהו דומה: תכירו את TME (כלומר Total Memory Encryption) ואת MKTME (כלומר: Multi Key Total Memory Encryption). אפשר לקרוא על הפתרון הזה בקצרה כאן, אך אני יאמר מראש: אל תבנו על הפתרון הזה, הוא לא זמין באף מעבד נוכחי.

מכיוון שגם אינטל וגם AMD הולכים באותו כיוון (רק של-AMD יש פתרון שאפשר להשתמש בו כיום), אפשר לאמר על הפתרון את הדברים הבאים:

  • כן, הפתרון רץ אך על מנת להשתמש בו, יש צורך בידע טוב בלינוקס. אם צריכים את הפתרון ל"מחר בבוקר" – תצטרכו לבצע שינויים הן ברמת ה-HyperVisor והן ברמת ה-VM.
  • הפתרון אינו מבטיח הגנות נגד דברים אחרים כמו Side Memory Attack, DDoS.
  • הפתרון הוא יחסית צעיר (ב-AMD פיתחו אותו בכלל עבור הגנת הקונסולות של סוני ומיקרוסופט ואז החליטו שזה רעיון מעולה להעביר אותו למעבדים לשרתים) ולפיכך מתגלים בו באגים (ו-AMD משחררת קושחות לתיקון).
  • כיום הפתרון של AMD נמצא בשימוש בשרתים החדשים (דור 10) של HPE שמבוססים על מעבדי EPYC (כלומר DL325 ו-DL385) בשילוב ה-Root of Trust של HPE והחברה (HPE) טוענת שזה הפתרון הכי מאובטח שיש להם להציע לשוק.
  • זה לא לפרודקשן אם ה-VM שלכם צריך לרוץ בחוץ או ה-Hypervisor שלכם מחובר לאינטרנט (יש לא מעט כאלו).

עוד השוואות בין הפתרונות ניתן לראות במצגת הבאה ובמצגת הזו (החור שמוזכר שם, אגב, בשלבי תיקון).

לסיכום: השיטה ש-AMD מציגה על מנת להגן על מכונות VM נגד האזנה למכונות VM היא שיטה טובה מאוד (ובגלל זה אינטל גם מעתיקים אותה), אך זהו פתרון חדש, וככזה הוא יכול להתאים למאמצים מוקדמים (Early Adopters) עם ידע בלינוקס. אני מאמין שבעוד שנה, הפתרון יתבגר יותר ובמקביל נראה הצעות מספקי ענן ציבורי לשכור Instances שיתמכו ב-SEV/SME, כך שה-Instances שלכם יהיו מוצפנים מספיק טוב בכדי לא לאפשר (באופן עקרוני) לגורמים זרים שיש להם גישה לברזל – לחטט בזכרון של ה-VM שלכם.

Comments

comments

2 תגובות בנושא “כשצריך הגנות על מכונות וירטואליות”

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.