In die konteks van onbetroubare bergingsbedieners, wat is die betekenis daarvan om 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede te handhaaf, en hoe kan dit bereik word?

/ / gepubliseer in Kuber sekuriteit, EITC/IS/ACSS Gevorderde Rekenaarstelselsekuriteit, Sekuriteit van berging, Onbetroubare bergingbedieners, Eksamen hersiening

Op die gebied van kuberveiligheid, veral met betrekking tot die sekuriteit van berging op onbetroubare bergingsbedieners, is die instandhouding van 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede uiters belangrik. Hierdie vereiste spruit uit die noodsaaklikheid om data-integriteit, beskikbaarheid en vertroulikheid te verseker in omgewings waar die berging-infrastruktuur nie ten volle vertrou kan word nie. Onbetroubare bergingsbedieners hou aansienlike risiko's in, insluitend ongemagtigde dataverandering, uitvee en ongemagtigde toegang. Dus, 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede speel 'n belangrike rol om hierdie risiko's te versag.

'n Konsekwente log van bewerkings verwys na 'n opeenvolgende en chronologiese rekord van alle aksies wat uitgevoer word op die data wat op die bediener gestoor is. Hierdie log moet onveranderlik en duidelik wees om te knoei, om te verseker dat enige ongemagtigde veranderinge opgespoor kan word. Die belangrikheid van so 'n log lê in sy vermoë om 'n akkurate en betroubare geskiedenis van alle interaksies met die data te verskaf, wat noodsaaklik is vir ouditering, forensiese ontleding en voldoening aan regulatoriese vereistes.

Om 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede te bereik, kan verskeie tegnieke en tegnologieë aangewend word. Dit sluit in kriptografiese metodes, veilige logmeganismes en konsensusprotokolle. Hieronder oorweeg ons hierdie metodes in detail:

Kriptografiese metodes

1. Hash-kettings: 'n Hash-ketting is 'n reeks hash-waardes waar elke hash-waarde afhanklik is van die vorige een. Dit skep 'n skakel tussen elke loginskrywing, wat verseker dat enige wysiging aan 'n inskrywing die ketting sal verbreek. Byvoorbeeld, as die loginskrywings verteenwoordig word deur L_1, L_2, ..., L_n, kan die hash-ketting soos volg saamgestel word:

    \[ H_1 = H(L_1), \quad H_2 = H(H_1 || L_2), \quad ..., \quad H_n = H(H_{n-1} || L_n) \]

waar H dui 'n kriptografiese hash-funksie aan, en || aaneenskakeling verteenwoordig. Hierdie struktuur verseker dat enige peuter met 'n loginskrywing L_i sal lei tot 'n wanpassing in daaropvolgende hash-waardes, en daardeur die gepeuter onthul.

2. Digitale handtekeninge: Elke loginskrywing kan digitaal onderteken word deur 'n betroubare party met behulp van asimmetriese kriptografie. 'n Digitale handtekening verskaf egtheid en integriteit, aangesien dit met die publieke sleutel van die ondertekenaar geverifieer kan word. Byvoorbeeld, as 'n loginskrywing L_i is onderteken met 'n private sleutel K_{priv}, die handtekening S_i = \text{Teken}(K_{priv}, L_i) kan geverifieer word deur enigiemand met toegang tot die ooreenstemmende publieke sleutel K_{kroeg}. Hierdie metode verseker dat enige verandering aan L_i sal die handtekening ongeldig maak.

3. Merkle Bome: 'n Merkle-boom is 'n binêre boom waar elke blaarknoop 'n hash van 'n loginskrywing verteenwoordig, en elke interne nodus verteenwoordig die hash van sy kind nodusse. Die wortel van die Merkle-boom, bekend as die Merkle-wortel, verskaf 'n enkele hash-waarde wat die hele stel loginskrywings verteenwoordig. Die Merkle-boomstruktuur maak voorsiening vir doeltreffende en verifieerbare bewys van insluiting, wat beteken dat 'n mens kan bewys of 'n bepaalde loginskrywing deel van die log is sonder om die hele log te openbaar. Dit is veral nuttig om privaatheid te handhaaf terwyl integriteit verseker word.

Veilige logmeganismes

1. Voeg slegs logs by: 'n Byvoeg-netlog is 'n logstruktuur waar inskrywings slegs bygevoeg kan word en nie gewysig of uitgevee kan word nie. Hierdie onveranderlikheid verseker dat sodra 'n inskrywing aangeteken is, dit permanent in die logboek bly. Die implementering van slegs byvoeg-logboeke behels tipies die gebruik van skryf-een keer-lees-baie (WORM) bergingsmedia of die gebruik van sagteware-gebaseerde meganismes wat wysigings aan bestaande loginskrywings voorkom.

2. Blockchain-tegnologie: Blockchain is 'n gedesentraliseerde en verspreide grootboektegnologie wat inherent 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede bied. Elke blok in die blokketting bevat 'n lys transaksies (loginskrywings), 'n tydstempel en 'n kriptografiese hash van die vorige blok. Hierdie ketting van blokke verseker dat enige gepeuter met 'n blok die daaropvolgende blokke ongeldig sal maak. Blockchain-tegnologie gebruik ook konsensusprotokolle om ooreenkoms tussen verspreide nodusse te bereik, wat die sekuriteit en betroubaarheid van die logboek verder verbeter.

3. Omgewings vir betroubare uitvoering (TEE's): TEE's, soos Intel SGX of ARM TrustZone, verskaf 'n veilige enklawe binne 'n verwerker waar kode en data veilig uitgevoer en gestoor kan word. Deur gebruik te maak van TEE's, kan 'n mens verseker dat loginskrywings aangeteken en in stand gehou word in 'n veilige en geïsoleerde omgewing, beskerm teen peuter deur die onbetroubare bergingsbediener. TEE's kan ook gebruik word om kriptografiese sleutels wat gebruik word vir die ondertekening van loginskrywings veilig te genereer en te stoor.

Konsensusprotokolle

In verspreide stelsels vereis die bereiking van konsekwentheid en verifieerbaarheid van logs dikwels konsensusprotokolle om te verseker dat alle nodusse in die stelsel saamstem oor die volgorde en inhoud van loginskrywings. Sommige algemeen gebruikte konsensusprotokolle sluit in:

1. Paxos: Paxos is 'n familie van konsensusprotokolle wat ontwerp is om ooreenkoms tussen verspreide nodusse te bereik in die teenwoordigheid van mislukkings. Paxos verseker dat alle nie-foutiewe nodusse saamstem oor dieselfde volgorde van loginskrywings, wat konsekwentheid en fouttoleransie verskaf.

2. vlot: Raft is nog 'n konsensus-algoritme wat ontwerp is om meer verstaanbaar en makliker te implementeer as Paxos. Raft verdeel die konsensusproses in leierverkiesing, log-replikasie en veiligheid, om te verseker dat die verspreide log konsekwent en verifieerbaar bly.

3. Bisantynse fouttoleransie (BFT): BFT-protokolle, soos Praktiese Bisantynse Fout Toleransie (PBFT), is ontwerp om konsensus te bereik in stelsels waar nodusse arbitrêre (Bisantynse) foute kan vertoon, insluitend kwaadwillige gedrag. BFT-protokolle verseker dat die logboek konsekwent en verifieerbaar bly, selfs in die teenwoordigheid van kwaadwillige nodusse.

Praktiese voorbeeld

Oorweeg 'n scenario waar 'n finansiële instelling 'n onbetroubare wolkbergingsdiens gebruik om transaksielogboeke te stoor. Om die integriteit en verifieerbaarheid van hierdie logboeke te verseker, kan die instelling die volgende maatreëls implementeer:

1. Hash-kettings: Elke transaksielogboekinskrywing word gehash en aan die vorige inskrywing gekoppel deur 'n hash-ketting te gebruik. Dit verseker dat enige gepeuter met 'n loginskrywing opspoorbaar sal wees.

2. Digitale handtekeninge: Elke loginskrywing word digitaal onderteken deur die instelling se private sleutel. Dit verskaf egtheid en nie-repudiasie, aangesien die handtekening geverifieer kan word deur die instelling se publieke sleutel te gebruik.

3. Merkle Bome: Die instelling konstrueer periodiek 'n Merkle-boom van die loginskrywings en publiseer die Merkle-wortel op 'n publieke bulletinbord of blokketting. Dit laat enigeen toe om die integriteit van die loginskrywings te verifieer sonder om toegang tot die hele log te verkry.

4. Blockchain: Die instelling kan ook die transaksielogboeke op 'n private blokketting aanteken. Die gedesentraliseerde aard van die blokketting verseker dat die logboek konsekwent en verifieerbaar bly, selfs in die teenwoordigheid van onbetroubare bergingsbedieners.

5. TEE's: Die instelling kan TEE's gebruik om loginskrywings veilig binne 'n veilige enklawe op te teken en te stoor, wat hulle beskerm teen peuter deur die onbetroubare bergingsbediener.

6. Konsensusprotokolle: As die instelling 'n verspreide bergingstelsel gebruik, kan dit konsensusprotokolle soos Raft of PBFT gebruik om te verseker dat alle nodusse ooreenkom oor die volgorde en inhoud van die transaksielogboeke.

Deur hierdie maatreëls te implementeer, kan die finansiële instelling 'n konsekwente en verifieerbare log van bedrywighede handhaaf, wat die integriteit, beskikbaarheid en vertroulikheid van sy transaksielogboeke verseker, selfs wanneer onbetroubare bergingsbedieners gebruik word.

Ander onlangse vrae en antwoorde t.o.v EITC/IS/ACSS Gevorderde Rekenaarstelselsekuriteit:

Bekyk meer vrae en antwoorde in EITC/IS/ACSS Advanced Computer Systems Security

Meer vrae en antwoorde:

Gemerk onder: , , , , ,