[논문 리뷰] Trailing the Snail: SDN Controller Security Evolution

Sandra Scott-Hayward|arXiv (Cornell University)|2017. 11. 03.

Software-Defined Networks and 5G참고 문헌 3인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 약 10년에 걸쳐 두 주요 오픈소스 SDN 컨트롤러인 ONOS와 OpenDaylight(ODL)의 보안 진화를 분석하여, 보안 인식 향상과 점진적인 보안 기능 개선에도 불구하고 인증 강화, 접근 제어, 설계 시부터 보안을 고려하는 원칙과 같은 핵심 보안 메커니즘이 여전히 제대로 이행되지 않았음을 드러낸다. 연구는 약한 기본 설정 암호, 브루트포스 공격 방어 기능 부족, 부족한 로깅과 같은 지속적인 취약점을 강조하며, 보안 제안 사항과 실제 생산용 컨트롤러에서의 구현 간에 심각한 격차가 존재함을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 약 10년에 걸쳐 두 주요 오픈소스 SDN 컨트롤러인 ONOS와 OpenDaylight(ODL)의 보안 기능 진화를 평가하기 위해.
• 커뮤니티의 보안 인식 향상과 기능 개선이 이루어졌음에도 불구하고 지속적인 보안 결함을 특정하기 위해.
• ONOS와 ODL 생태계 내 보안 프로젝트 및 애플리케이션의 성숙도와 구현 수준을 평가하기 위해.
• 제안된 보안 메커니즘과 실제 보안 중심 설계 구현 간 격차를 부각하기 위해.
• 핵심 개발 팀이 보안에 더 강한 책임감을 가져가고, 개발자 교육을 위해 실용적인 도구인 OSSDN Project Delta를 활용할 것을 촉구하기 위해.

제안 방법

• 2013년부터 2017년까지 ONOS와 ODL 릴리스에 대한 체계적 분석을 통해 보안 기능 및 프로젝트 발전에 중점을 두었다.
• 이전 문헌(예: 11개의 핵심 보안 기능)에서 제시된 보안 기능을 ONOS와 ODL에 실제 구현된 사항과 매핑하였다.
• 2014~2017년 동안의 보안 관련 이벤트 및 CVE를 평가하여 DoS 공격 및 자격 증명 유출과 같은 반복적인 취약점을 파악하였다.
• NetVirt, Cardinal, Centinel 등의 보안 프로젝트를 검토하여 성숙도와 도입 수준을 평가하였다.
• ONF의 'SDN 컨트롤러 보안 기초 요구사항' 문서와 OSSDN Project Delta 침투 테스트 프레임워크를 분석하였다.
• 컨트롤러 인터페이스(Rest, GUI, 노스본드/사우스본드)에서의 로깅, 인증, 자원 모니터링과 같은 실제 보안 제어를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ONOS와 ODL의 보안 기능은 초기 릴리스부터 2017년까지 어떻게 진화해왔는가?
• RQ2 ONOS와 ODL에 인증 강화 및 접근 제어와 같은 핵심 보안 원칙이 얼마나 잘 이행되었는가?
• RQ3 왜 널리 배포된 SDN 컨트롤러에서 약한 기본 설정 암호와 브루트포스 공격 방어 기능 부족과 같은 심각한 취약점이 지속되는가?
• RQ4 ONOS와 ODL 생태계 내 보안 중심 프로젝트 및 애플리케이션의 성숙도와 실제 도입 수준은 어떠한가?
• RQ5 OSSDN Project Delta와 같은 도구들이 이론적 보안 요구사항과 실제 보안 중심 설계 구현 간 격차를 얼마나 효과적으로 메울 수 있는가?

주요 결과

• 보안 인식 향상에도 불구하고 ONOS와 ODL는 브루트포스 공격에 대한 강력한 방어 메커니즘이 부족하며, 실패한 REST API 시도에 대한 속도 제한이나 연결 블랙리스트 기능이 전혀 없었다.
• 기본 설정 암호는 여전히 치명적인 취약점으로 남아 있으며, 온라인 문서에서 쉽게 발견 가능하고 변경되지 않은 경우 무제한 액세스 권한을 부여한다.
• 자원 모니터링(기능 10)과 애플리케이션 격리(기능 1)는 여전히 제대로 이행되지 않아 기초 보안 아키텍처 결함을 해결하지 못하고 있음을 시사한다.
• NetVirt와 Cardinal과 같은 보안 프로젝트는 잠재력이 있지만 측정 가능한 도입 통계가 부족하고, 많은 프로젝트가 개발 진전이 거의 없는 상태였다.
• ON.Lab와 ODL 보안 팀은 ONF의 '보안 기초 요구사항' 문서를 거의 알지 못해 표준과 구현 커뮤니티 사이에 괴리가 있음을 보여준다.
• OSSDN Project Delta와 같은 도구는 긍정적인 피드백을 받았지만, 핵심 컨트롤러 개발에 보안 중심 설계 원칙이 통합되도록 보장하기에는 부족하다.