[논문 리뷰] Comparison between security majors in virtual machine and linux containers

Udit Gupta|arXiv (Cornell University)|2015. 07. 28.

Cloud Computing and Resource Management참고 문헌 8인용 수 14

한 줄 요약

이 논문은 현대 컴퓨팅 환경에서 가상 머신(VM)과 리눅스 컨테이너(LXC)의 보안 특성을 비교하며, 격리, 공격 표면, 권한 상승 위험에 중점을 둡니다. 연구 결과, VM은 더 강력한 격리와 더 강력한 보안 보장을 제공하지만, 컨테이너는 성능과 자원 효율성 측면에서 유리하지만, 잘못 설정된 경우 공격 표면이 더 크고 권한 상승 위험이 더 크다는 것을 발견했습니다.

ABSTRACT

Virtualization started to gain traction in the domain of information technology in the early 2000s when managing resource distribution was becoming an uphill task for developers. As a result, tools like VMWare, Hyper V (hypervisor) started making inroads into the software repository on different operating systems. VMWare and Hyper V could support multiple virtual machines running on them with each having their own isolated environment. Due to this isolation, the security aspects of virtual machines (VMs) did not differ much from that of physical machines (having a dedicated operating system on hardware). The advancement made in the domain of linux containers (LXC) has taken virtualization to an altogether different level where resource utilization by various applications has been further optimized. But the container security has assumed primary importance amongst the researchers today and this paper is inclined towards providing a brief overview about comparisons between security of container and VMs.

연구 동기 및 목표

• 현대 컴퓨팅 환경에서 가상 머신(VM)과 리눅스 컨테이너(LxC)의 보안 강점과 약점을 분석하고 비교하기.
• VM과 컨테이너 간의 격리 메커니즘이 시스템 보안에 미치는 영향을 평가하기.
• 특히 다중 테넌트 또는 클라우드 배포 환경에서 각 가상화 모델과 관련된 주요 보안 위험을 특정하기.
• 시스템 아키텍트와 개발자가 적절한 가상화 기술을 선택하는 데 도움이 되는 보안 중심의 개요 제공하기.

제안 방법

• 논문은 VM과 컨테이너 아키텍처를 비교 분석하여, 그들의 기초가 되는 격리 메커니즘에 중점을 둡니다.
• 권한 분리, 커널 수준 액세스, 프로세스 간 통신 보안과 같은 보안 특성을 평가합니다.
• 기존 문헌과 VM 및 컨테이너 기술의 알려진 취약점을 바탕으로 분석합니다.
• 특히 권한 상승 및 컨테이너 브레이크아웃 공격과 같은 실제 공격 시나리오를 검토합니다.
• 위협 모델링을 사용하여 두 환경의 공격 표면과 잠재적 침해 경로를 비교 분석합니다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VM과 리눅스 컨테이너의 격리 메커니즘은 보안 보장 측면에서 어떻게 다릅니까?
• RQ2 컨테이너 환경의 주요 공격 벡터는 VM에 비해 어떤가요?
• RQ3 컨테이너는 VM보다 얼마나 더 큰 공격 표면을 노출합니까?
• RQ4 컨테이너 워크로드에서의 권한 상승 가능성이 VM에 비해 어느 정도 높습니까?
• RQ5 컨테이너의 공유 커널 아키텍처가 시스템 수준 보안에 어떤 영향을 미칩니까?

주요 결과

• VM은 하드웨어 수준 가상화 덕분에 더 강력한 격리를 제공하여 타 테넌트 간 침해 위험을 크게 줄입니다.
• 컨테이너는 호스트 커널을 공유하기 때문에 더 큰 공격 표면을 가지며, 이는 권한 상승 및 컨테이너 브레이크아웃 공격 위험을 증가시킵니다.
• VM은 각 VM이 별도의 OS 인스턴스와 커널, 자원 관리 기능을 갖추고 있어 더 강력한 방어적 깊이(Defense-in-depth) 특성을 제공합니다.
• 컨테이너 보안은 올바른 구성과 액세스 제어에 크게 의존하며, 잘못된 설정은 전체 호스트의 침해로 이어질 수 있습니다.
• 컨테이너는 자원 활용 효율성이 더 뛰어나지만, 이는 VM에 비해 보안 경계가 감소하는 비용으로 이룹니다.
• 연구는 VM이 고보증 보안 워크로드에 더 적합하고, 컨테이너는 성능에 민감하고 잘 하드ening된 환경에 더 적합하다고 결론을 내립니다.