[論文レビュー] Trailing the Snail: SDN Controller Security Evolution

Sandra Scott-Hayward|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 2017

Software-Defined Networks and 5G参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、約10年間にわたり、2大オープンソースSDNコントローラーであるONOSとOpenDaylight（ODL）のセキュリティ進化を分析し、セキュリティ意識の高まりや段階的なセキュリティ機能の追加にもかかわらず、認証強化、アクセス制御、設計段階からのセキュリティ設計といったコアなセキュリティメカニズムが十分に実装されていないことを明らかにした。研究では、弱いデフォルト認証情報、ブルートフォース攻撃防止機能の欠如、ログ記録の不十分さといった恒久的な脆弱性が指摘され、セキュリティ提案と実際の生産環境における実装との間には深刻なギャップがあることが示された。

ABSTRACT

The first OpenFlow Software-Defined Network (SDN) Controller, NOX, was developed by Nicira Networks and donated to the research community in 2008. Almost 10 years later, there are at least 29 open-source SDN Controllers and many more proprietary solutions. Two of the open-source SDN controllers stand out in terms of broad deployment and strong contributor base; Open Network Operating System (ONOS) and OpenDaylight (ODL). Both have been deployed in live networks. However, despite increasing adoption of SDN, the security of the SDN control plane has developed at a snail's pace. In this paper, the evolution of ONOS and ODL security is discussed. The reflection of this on secure SDN Controller design is analyzed.

研究の動機と目的

• 約10年間にわたり、2大オープンソースSDNコントローラーであるONOSとOpenDaylight（ODL）のセキュリティ機能の進化を評価すること。
• コミュニティのセキュリティ意識の高まりや機能開発が進んでも、依然として継続するセキュリティ上の欠陥を特定すること。
• ONOSおよびODLエコシステム内におけるセキュリティプロジェクトやアプリケーションの成熟度と実用的採用状況を評価すること。
• 提案されたセキュリティメカニズムと実際の生産環境における「設計段階からのセキュリティ設計」の実装との間のギャップを浮き彫りにすること。
• コア開発チームによるセキュリティ責任の強化と、開発者教育のための実践的ツール（例：OSSDN Project Delta）の活用を提言すること。

提案手法

• 2013年から2017年までのONOSおよびODLリリースを対象とした体系的分析。主にセキュリティ機能とプロジェクト開発の動向に焦点を当てた。
• 先行研究（例：11のコアセキュリティ機能）から抽出したセキュリティ機能を、実際のONOSおよびODLへの実装にマッピングすること。
• 2014年から2017年の間のセキュリティ関連イベントおよびCVEを評価し、DoS攻撃や認証情報の漏洩といった繰り返し発生する脆弱性を特定すること。
• NetVirt、Cardinal、Centinelなどのセキュリティプロジェクトをレビューし、成熟度と採用状況を評価すること。
• ONFの「SDNコントローラーのセキュリティ基盤要件」文書およびOSSDN Project Deltaのペネトレーションテストフレームワークの分析。
• コントローラーインタフェース（REST、GUI、ネイティブ/サウスバンド）におけるログ記録、認証、リソース監視といった実世界のセキュリティ対策の評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ONOSおよびODLのセキュリティ機能は、初期リリースから2017年までにどのように進化したか？
• RQ2 認証強化やアクセス制御といったコアセキュリティ原則は、ONOSおよびODLでどの程度実装されたか？
• RQ3 広く導入されているSDNコントローラーにおいて、弱いデフォルト認証情報やブルートフォース攻撃防止機能の欠如といった深刻な脆弱性がなぜ継続的に存在するのか？
• RQ4 ONOSおよびODLエコシステム内におけるセキュリティ指向プロジェクトやアプリケーションの成熟度と実用的採用レベルはどの程度か？
• RQ5 OSSDN Project Deltaのようなツールは、理論的なセキュリティ要件と実際の「設計段階からのセキュリティ設計」実装とのギャップをどの程度効果的に埋められるか？

主な発見

• セキュリティ意識の高まりにもかかわらず、ONOSおよびODLはブルートフォース攻撃に対する防御メカニズムが乏しく、REST APIの失敗試行に対するレート制限や接続ブロッキングが実装されていない。
• デフォルト認証情報は依然として深刻な脆弱性であり、オンラインドキュメントに容易に記載されており、変更がなければ無制限のアクセスが可能になる。
• リソース監視（機能10）およびアプリケーション隔離（機能1）は依然として未実装に近く、根本的なセキュリティアーキテクチャ上の欠陥への対処が継続的に失敗している。
• NetVirt や Cardinal のようなセキュリティプロジェクトは有望ではあるが、測定可能な採用統計がなく、多くのプロジェクトは開発進捗が極めて限定的である。
• ON.LabおよびODLセキュリティチームは、ONFの「セキュリティ基盤要件」文書をほとんど把握しておらず、標準と実装コミュニティとの間には断絶が生じている。
• OSSDN Project Delta のようなツールは肯定的なフィードバックを得ているが、コアコントローラー開発における「設計段階からのセキュリティ設計」の統合を保証するには不十分である。