Canais Ocultos em Redes Definidas por Software

Redes Definidas por Software (SDN) são uma nova forma de gerenciar redes de computadores. Elas separam as funções de controle da transferência de dados, permitindo uma comunicação melhor. Este artigo discute um método de comunicação oculto que pode ser usado dentro do SDN, aproveitando a forma como essas redes funcionam. Apesar da promessa do SDN para uma segurança melhor, esse método oculto revela riscos potenciais.

#Fundamentos do SDN

Em redes tradicionais, os dispositivos lidam com as funções de controle e transferências de dados juntos, o que pode limitar seu desempenho e adaptabilidade. O SDN muda isso ao permitir que um controlador central gerencie a rede enquanto os dispositivos se concentram nos dados. Isso torna as redes mais flexíveis e fáceis de gerenciar. No entanto, também traz novas questões de segurança.

À medida que o SDN ganha popularidade, os pesquisadores descobriram que atacantes podem explorar a separação do controle e da transferência de dados para criar canais secretos. Esses canais permitem que os atacantes enviem mensagens pela rede sem serem detectados. Este artigo descreve como esses canais secretos funcionam e suas implicações para a segurança.

#Comunicação Oculta no SDN

Canais secretos são formas ocultas de enviar informações sem levantar alarmes. Em um SDN, atacantes podem usar a interação entre o plano de controle e o plano de dados para criar esses canais de comunicação ocultos. Mesmo que os dispositivos não estejam fisicamente conectados, eles podem trocar informações através do controlador.

Os autores desenvolveram um canal de temporização oculto que usa diferenças de tempo na comunicação entre dispositivos para transmitir informações. Eles implementaram esse método usando ferramentas populares de SDN e descobriram que podiam transmitir dados a uma taxa de até 20 bits por segundo com uma taxa de precisão de 90%. Isso pode ser suficiente para transferir informações sensíveis, como chaves privadas, sem ser detectado.

#Modelo de Ameaça

O modelo de ameaça assume que atacantes podem comprometer os switches OpenFlow em um SDN. Isso pode acontecer através de vulnerabilidades no software ou hardware, permitindo que eles manipulem o processo de comunicação. Os atacantes pretendem compartilhar informações sensíveis em segredo, evitando qualquer medida de segurança existente.

Os autores sugerem que esses métodos de comunicação ocultos podem ser usados para fins maliciosos, como compartilhar chaves privadas ou coordenar ataques. A necessidade de furtividade é crucial para os atacantes, tornando os canais secretos atraentes.

#Canais de Temporização Oculta

Um canal de temporização oculto permite que duas partes se comuniquem medindo o tempo de suas interações. Em vez de enviar mensagens óbvias, eles usam o tempo como um sinal. Por exemplo, se um dispositivo se conecta ao controlador e o outro não, eles podem inferir um bit de informação.

Os autores focam especificamente em como o processo de identificação do switch no SDN pode ser usado para criar esses canais de temporização. Eles projetam um modelo onde o emissor e o receptor sincronizam suas ações para garantir que seu tempo seja preciso.

#Especificações do Modelo

No modelo deles, o emissor e o receptor concordam em horários específicos quando vão enviar e receber mensagens. Assim que estabelecem conexão com o controlador, a interação começa, e eles podem transmitir mensagens através de um temporização precisa. Os autores detalham como os dispositivos podem detectar se se conectaram com sucesso ou não, permitindo que enviem informações binárias (0s e 1s).

O tempo de cada ação é crucial e deve ser cuidadosamente controlado. Se o tempo não for gerenciado bem, a comunicação pode falhar ou ser menos precisa.

#Implementação e Resultados

Os autores criaram um protótipo para testar suas ideias e medir o desempenho de seu canal de temporização oculto. Eles usaram ferramentas padrão de SDN para seus testes e focaram na precisão e velocidade de seu método de comunicação oculta.

#Ambiente de Teste

A configuração de teste incluía vários servidores configurados para simular um ambiente SDN. O emissor e o receptor foram programados para transmitir informações entre si usando seu canal de temporização oculto. Eles então testaram diferentes fatores que poderiam influenciar o desempenho do canal.

#Fatores que Influenciam o Desempenho

Vários fatores impactam a velocidade e precisão do canal de comunicação oculto. Os autores exploraram como intervalos de tempo, comprimentos de quadro e Carga da Rede mudam a eficácia de seu design.

#Intervalos de Tempo

Os intervalos de tempo referem-se a quanto tempo o emissor e o receptor esperam antes de verificar o status de conexão. Os autores descobriram que aumentar o intervalo de tempo geralmente leva a uma melhor precisão. No entanto, definir um intervalo muito alto ou muito baixo pode causar erros.

#Comprimentos de Quadro

O comprimento do quadro é a quantidade de dados enviados em uma transmissão. Os autores examinaram como quadros mais longos poderiam reduzir a precisão devido ao aumento da chance de perder a sincronização. Seus testes mostraram que quadros mais curtos tinham menos erros.

#Carga da Rede

O desempenho do Canal Oculto também pode ser significativamente influenciado pela carga geral na rede. Quando outros dispositivos se comunicam com o controlador, isso pode causar atrasos que afetam o emissor e o receptor. Os autores descobriram que sob carga, seu método de comunicação oculta perdeu precisão.

#Possibilidades de Detecção e Mitigação

Detectar canais ocultos é difícil, especialmente em SDN. Como os canais ocultos utilizam o comportamento normal da comunicação da rede, as medidas de segurança tradicionais podem não detectá-los. Os autores sugerem que sistemas de segurança avançados devem monitorar sessões OpenFlow para procurar padrões incomuns.

#Limitações e Trabalhos Futuros

Embora o canal de temporização oculto proposto demonstre a viabilidade de comunicação oculta em SDN, os autores destacam várias limitações. Seu protótipo opera com largura de banda limitada e não inclui mecanismos para corrigir erros. Trabalhos futuros poderiam se concentrar em melhorar a capacidade do sistema e incorporar mecanismos para reconhecer mensagens recebidas.

#Conclusão

Canais de temporização ocultos representam uma preocupação significativa de segurança em redes definidas por software. Este artigo destaca como atacantes podem explorar a arquitetura do SDN para se comunicar secretamente, colocando em risco informações sensíveis. Pesquisadores e administradores de rede devem desenvolver medidas de segurança robustas para lidar com essas vulnerabilidades e impedir que canais ocultos sejam usados para fins maliciosos.

As descobertas dos autores enfatizam a necessidade de pesquisa contínua e a importância de desenvolver estratégias de detecção para manter as redes seguras à medida que o SDN se torna mais comum.