Assurer la sécurité dans une infrastructure cloud multi-locataires
Explorer l'isolation de réseau et de nouveaux designs de commutateurs virtuels pour des environnements cloud sécurisés.
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Table des matières
- L'Importance de l'Isolement du Réseau
- Défis Actuels en Réseau Virtuel
- Une Nouvelle Approche au Commutateur Virtuel
- Principes de Conception Clés
- Aperçu de l'Architecture
- Compartimentation
- Canaux de Communication
- Efficacité des ressources
- Bénéfices en Performance
- Débit et Latence
- Charge de Ressources
- Applications dans le Monde Réel
- Serveurs Web
- Gestion de Bases de Données
- IA et Apprentissage Automatique
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
À l'ère numérique d'aujourd'hui, l'informatique en nuage est devenue essentielle pour les entreprises et les organisations. Cette technologie permet à plusieurs utilisateurs ou locataires de partager la même infrastructure tout en gardant une expérience séparée et sécurisée. Cependant, avec cet accès partagé vient le défi de s'assurer que les données et applications de chaque locataire sont en sécurité les unes des autres. Cet article examine l'importance de l'isolement du réseau dans les environnements cloud multi-locataires et comment une nouvelle architecture de commutateur virtuel est conçue pour améliorer la sécurité sans sacrifier les performances.
L'Importance de l'Isolement du Réseau
Quand différents locataires partagent des ressources cloud, l'isolement devient crucial. Si la sécurité d'un locataire est compromise, ça peut exposer les autres locataires à des risques, entraînant des violations de données ou des interruptions de service. L'objectif est de créer un environnement sécurisé où chaque locataire fonctionne comme s'il avait ses propres ressources séparées, même s'ils tournent sur du matériel partagé.
Défis Actuels en Réseau Virtuel
Les commutateurs virtuels traditionnels utilisés dans les environnements cloud peinent souvent à fournir le niveau d'isolement nécessaire. Beaucoup de ces systèmes sont conçus d'une manière qui permet des failles de sécurité potentielles, qui peuvent être exploitées par des acteurs malveillants. Par exemple, des vulnérabilités peuvent survenir quand un locataire peut accéder aux données ou ressources d'un autre locataire à cause de mesures de sécurité inadéquates.
Alors que les organisations comptent de plus en plus sur les services cloud, la demande pour un isolement de réseau sécurisé et fiable grandit. Il y a un besoin pressant de revoir la conception des commutateurs virtuels pour s'assurer qu'ils peuvent fonctionner en toute sécurité dans un environnement multi-locataires.
Une Nouvelle Approche au Commutateur Virtuel
Pour aborder ces problèmes, une nouvelle architecture de commutateur virtuel a été introduite. Ce design prend en compte les principes de conception de systèmes sécurisés pour garantir que les locataires restent isolés les uns des autres, même lorsqu'ils partagent la même infrastructure.
Principes de Conception Clés
Moins de Privilèges: Chaque composant du système ne devrait avoir que les privilèges minimums nécessaires pour accomplir ses fonctions. Ce principe limite les dégâts potentiels en cas de violation de la sécurité.
Médiation Complète: Toutes les communications réseau entre les locataires doivent passer par un intermédiaire de confiance. Cette configuration garantit que la communication est surveillée et contrôlée, empêchant l'accès non autorisé aux données.
Frontière de Sécurité Supplémentaire: Il devrait y avoir au moins deux couches de sécurité entre les applications de locataires non fiables et l'infrastructure sous-jacente. Cette approche réduit les chances de compromettre le système par un point de défaillance unique.
Mécanisme de Moins de Partage: Minimiser le nombre de ressources partagées entre les locataires. Ce principe vise à réduire les vecteurs d'attaque potentiels qui pourraient être exploités.
Aperçu de l'Architecture
La nouvelle architecture de commutateur virtuel comprend différents compartiments conçus pour améliorer la sécurité tout en tournant sur du matériel standard. Ce design permet aux fournisseurs de services cloud de mettre en œuvre un environnement sécurisé qui améliore les performances et maintient l'isolement des locataires.
Compartimentation
L'architecture utilise la compartimentation, où chaque locataire fonctionne dans un espace séparé. En isolant la fonctionnalité du commutateur réseau en compartiments distincts, le système s'assure que les activités d'un locataire n'interfèrent pas avec celles d'un autre.
Canaux de Communication
Pour faciliter une communication sécurisée entre les compartiments, une fonctionnalité matérielle de confiance est utilisée. Cette caractéristique garantit que toutes les communications locataire-à-locataire et locataire-à-hôte sont entièrement médiées. En canalisant tout le trafic réseau à travers un chemin sécurisé, cela réduit considérablement la surface d'attaque.
Efficacité des ressources
Le design est conçu pour être progressif et rentable pour les opérateurs cloud. Il peut être déployé en utilisant des composants et logiciels existants, ce qui facilite la tâche des fournisseurs pour améliorer leur infrastructure sans investissement significatif.
Bénéfices en Performance
Des expériences montrent que la nouvelle architecture de commutateur virtuel peut atteindre des métriques de performance nettement améliorées par rapport aux systèmes traditionnels. Dans de nombreux cas, elle peut doubler le Débit tout en maintenant une Latence à des niveaux gérables.
Débit et Latence
Le nouveau design a montré qu'il surpasse les solutions conventionnelles en termes de débit, surtout dans les scénarios où des données sont transférées entre locataires. L'architecture peut supporter des taux de données élevés, permettant aux locataires de profiter d'une expérience plus réactive.
Pour la latence, bien qu'une certaine augmentation soit attendue avec des mesures de sécurité plus strictes, l'architecture réussit à garder cette augmentation minimale. Cet équilibre la rend adaptée aux applications qui dépendent d'une faible latence, comme le traitement de données en temps réel ou les services interactifs.
Charge de Ressources
Même si la nouvelle architecture introduit des mesures de sécurité supplémentaires, l'augmentation de l'utilisation des ressources est modeste. Le design permet une utilisation efficace des ressources physiques, ce qui signifie que les opérateurs cloud peuvent maintenir de hautes performances sans avoir besoin de matériel excessif.
Applications dans le Monde Réel
De nombreuses applications cloud peuvent bénéficier de cette nouvelle architecture. Des services comme l'hébergement web, la gestion de bases de données et les applications d'IA peuvent tous fonctionner de manière plus sécurisée et efficace.
Serveurs Web
Dans les environnements cloud, les serveurs web doivent souvent gérer plusieurs clients simultanément. Avec un isolement amélioré, les données de chaque client peuvent être protégées des menaces potentielles posées par d'autres, offrant un environnement plus sûr pour les informations sensibles.
Gestion de Bases de Données
Les bases de données nécessitent de forts protocoles de sécurité en raison de la nature sensible des données qu'elles stockent. La nouvelle architecture peut garantir que les opérations de base de données restent isolées des autres locataires, réduisant le risque d'accès non autorisé ou de violations de données.
IA et Apprentissage Automatique
Les applications d'IA nécessitent souvent de grandes quantités de données à traiter rapidement. Avec le débit et les performances améliorés de la nouvelle architecture, ces applications peuvent fonctionner plus efficacement, même lorsque plusieurs locataires partagent les mêmes ressources.
Conclusion
À mesure que la technologie de l'informatique en nuage continue d'évoluer, assurer un isolement réseau sécurisé et efficace sera crucial. La nouvelle architecture de commutateur virtuel présente une solution qui répond aux défis actuels dans les environnements multi-locataires. En mettant en œuvre des principes de sécurité clés et en permettant un déploiement efficace des ressources, les fournisseurs de services cloud peuvent améliorer leurs offres et mieux protéger leurs locataires.
Le paysage de l'informatique en nuage évolue, et des solutions comme celle-ci ouvrent la voie à un avenir plus sécurisé et fiable dans les environnements de ressources partagées.
Titre: MTS: Bringing Multi-Tenancy to Virtual Networking
Résumé: Multi-tenant cloud computing provides great benefits in terms of resource sharing, elastic pricing, and scalability, however, it also changes the security landscape and introduces the need for strong isolation between the tenants, also inside the network. This paper is motivated by the observation that while multi-tenancy is widely used in cloud computing, the virtual switch designs currently used for network virtualization lack sufficient support for tenant isolation. Hence, we present, implement, and evaluate a virtual switch architecture, MTS, which brings secure design best-practice to the context of multi-tenant virtual networking: compartmentalization of virtual switches, least-privilege execution, complete mediation of all network communication, and reducing the trusted computing base shared between tenants. We build MTS from commodity components, providing an incrementally deployable and inexpensive upgrade path to cloud operators. Our extensive experiments, extending to both micro-benchmarks and cloud applications, show that, depending on the way it is deployed, MTS may produce 1.5-2x the throughput compared to state-of-the-art, with similar or better latency and modest resource overhead (1 extra CPU). MTS is available as open source software.
Auteurs: Kashyap Thimmaraju, Saad Hermak, Gábor Rétvári, Stefan Schmid
Dernière mise à jour: 2024-03-04 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.01862
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.01862
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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