ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)は、ネットワークアーキテクチャが設計、展開、管理された方法の根本的に変化しています。データ平面から制御面をデカップリングすることで、SDNはネットワークトラフィックを集中管理、プログラム可能な制御を可能にし、非推奨の俊敏性と自動化を提供します。しかし、このシフトは、セキュリティ課題の新しいセットも導入します。ドメインネームシステム(DNS)は、単にディレクトリサービスとして見落とすことが多いため、SDNがセキュリティを保護する環境全体で重要な役割を果たしています。

SDNとそのセキュリティ課題の理解

従来のネットワークは、各スイッチまたはルータが独立した転送決定を行う分散制御に依存しています。SDNは、このインテリジェンスをコントローラーに集中し、OpenFlowのようなプロトコルを介してスイッチと通信します。この一元化は管理を簡素化し、動的再構成を有効にしますが、それはまた、単一の障害点を作成し、攻撃面を拡大します。SDNの重要なセキュリティ課題は次のとおりです。

  • [] コントローラの妥協:[]] コントローラーへのアクセスを得る攻撃者は、ネットワーク全体を操作できます。
  • 未承認フロールールの注入:[ 悪意のあるノードは、偽のフロールールをダイバー、ドロップ、またはトラフィックを介入する可能性があります。
  • データ平面攻撃:[]]スイッチは、サービス拒否につながる、または誤設定することができます。
  • [] 可視性の欠如:[]] 従来のセキュリティツールは、暗号化されたトラフィックを検査したり、動的SDNポリシーで異常を検出したりするのに苦労することが多い。

これらの課題は、多層のセキュリティアプローチが求められます。DNSは、ユニバーサルで深く埋め込まれたネットワークサービスとして、軽量で強力な防衛層を提供できます。

SDNセキュリティにおけるDNSの役割

DNSはインターネットの電話帳で、人間が読みやすいドメイン名をIPアドレスに翻訳します。SDNでは、DNSトラフィックはテレメトリーと制御の豊富なソースになります。DNSが3つの重要なドメイン間でセキュリティを強化する方法は次のとおりです。

1. DNSSECによる安全な名前の決断

DNS セキュリティ拡張(DNSSEC)は、DNSレコードに暗号化署名を追加し、その応答が本物であることを保証し、ミッドフライトで改ざんされていないことを保証します。 SDN環境では、DNSSECは、DNSコントローラがサービスエンドポイント(例、API、マイクロサービス)を解決するために頻繁にDNSに依存しているため、不可欠です。 DNSSECがなければ、攻撃者は、管理者のDNSキャッシュを毒し、悪意のあるサーバーへのトラフィックをリダイレクトする可能性があります。 DNSSECの検証をコントロールすることで、信頼できる組織が、信頼できると信頼できる組織が確実に攻撃を防止できます。

例えば、Open Networking Foundation は、DNS コントローラーのベースラインセキュリティ対策として DNSSEC を推薦します。SDN ファブリック内の DNSSEC 検証済みのリゾルバーを展開することで、ポリシーの執行に使用されるすべての DNS クエリが検証済みのソースから生成されることを確認します。

2. DNS トラフィック分析による脅威検出

DNS トラフィックは、多くの場合、妥協の最初の指標です。 多くのマルウェアの家族は、DNS を使用してコマンドと制御 (C2) 通信、データ・エクスフィレーション、ドメイン生成アルゴリズム (DGA) を使用します。 SDN アーキテクチャでは、集中管理されたコントローラーは、ネットワークを横断するすべての DNS クエリを監視できます。 クエリパターンを分析することで、コントローラは検出できます。

  • :] 定期的な、疑わしいドメインへの定期的なクエリ。
  • DGAドメイン:]]マルウェアで生成されたドメイン名をランダム表示します。
  • []データトンネリング:]]大量のDNSクエリまたはデータを強制するのに使用されるTXTレコードのルックアップ。
  • DNS は、攻撃を結合します。[ は、同じオリジンポリシーを迂回するために、DNS 応答を迅速に変更します。

SDN コントローラーは、脅威インテリジェンスフィードや機械学習モデルと統合して、DNS のクエリをリアルタイムで分類できます。脅威が特定されると、コントローラーは、フローを動的にドロップし、ハニポットにトラフィックをリダイレクトしたり、ファイアウォールルールを更新したりできます。

3. DNSによるアクセス制御とポリシーの施行

DNS は、ポリシーの執行ポイントとして機能することもできます。DNS のエッジでフィルタリングを実装することにより、組織は、任意の接続が確立される前に、既知の悪意のあるドメインまたは不適切なドメインへのアクセスをブロックできます。これは、ゲストネットワーク、IoT セグメント、またはリモート ユーザートラフィックに特に便利です。

また、SDN コントローラーは、コンテキスト・アウェア ポリシーを適用するために DNS レスポンスを使用できます。例えば、ユーザーが高リスクドメインカテゴリ(例えば、ファイル共有、アダルトコンテンツ)を問い合わせると、コントローラーは帯域幅をスロットルしたり、ユーザーに警告ページにリダイレクトしたり、ディープ パケットの検査を適用したりすることができます。このアプローチは、個々のデバイスから中央化されたコントローラーへのセキュリティロジックをオフロードし、管理を簡素化します。

SDNにおけるDNSセキュリティ対策の実施

SDN の DNS のセキュリティ上のメリットを最大限に活用するには、組織はレイヤード 実装戦略を採用する必要があります。以下は、技術的深さで提示されたベストプラクティスです。

DNSSEC 検証再帰的レゾルバーを展開

SDN ドメインは、DNSSEC を検証するために構成された専用の再帰 DNS のリゾルバーを持つ必要があります。このリゾルバは、専用のアプライアンス(例えば、])である、Cloudflare の 1.1.1.1)、またはアンバウンドのようなオープンソースの実装であることができます。リゾルバーは、レイテンシを最小限に抑えるために SDN ファブリック内で配置する必要があります。コントローラは、検証に失敗する DNS レスポンスを拒否する必要があります。

SDNコントローラーでDNSフィルタリングを統合

SDN コントローラーとリアルタイム API 連携をサポートする DNS フィルタリングソリューションを使用します。例えば、[]Cisco Umbrella] は、コントローラーを介して SDN スイッチに直接ブロックリストをプッシュできる API を提供します。また、Pi-hole などのオープンソースプラットフォームは OpenDaylight や ONOS と統合できます。

異常のためのDNSトラフィックを監視

SDN スイッチでフローテレメトリーを有効にして DNS のクエリと応答をキャプチャします。ネットワーク分析プラットフォーム(例、Elasticsearch + Kibana)を使用して、クエリボリューム、NXDOMAIN レート、および応答サイズを視覚化します。アラートの設定:

  • DNS クエリボリューム(ポテンシャル DDoS) のサデン スパイク。
  • 悪意のある新規登録ドメイン(NRD)へのクエリ。
  • 以下 TTL 値で DNS 応答 60 秒 (高速 フラックス ボットネットの一般的な).

DNS コンテキストに基づく動的ポリシーの強制

SDN コントローラーが DNS レスポンスを受信すると、ポリシーの変更がトリガーできます。例えば、ユーザーがフィッシングページをホストするドメインを解決すると、コントローラーは即座にフロールールを作成して、そのユーザーの IP からそのユーザの IP から解決された IP へのすべてのその後のトラフィックをブロックできます。この「DNS 主導の micro-segmentation」は、手動でルールを作成せずに攻撃面を削減します。

リアルワールドユースケース

ユースケース1:C2のトラフィックをキャンパスSDNでブロックする

SDNキャンパスネットワークをデプロイする大学は、DNSモニタリングを使用して、DNS TXT クエリを介して C2 サーバーに連絡しようとするワームを検出しました。 SDN コントローラーは、統合脅威フィードで、DGA ドメインを識別し、アクセス層スイッチでブラックリストルールを動的に適用し、感染したデバイスを検疫しました。 応答全体が 200 ミリ秒未満で発生しました。

事例2:スマートファクトリーでIoTデバイスをセキュアに

SDN を用いた産業用 IoT 環境では、DNS フィルタリングが IoT デバイスを制限し、承認されたクラウドエンドポイントとのみ通信するようになりました。IoT センサーが未知のドメインに到達しようとすると、コントローラはフローを落とし、セキュリティ チームに警告しました。これにより、正当なトラフィックを破壊することなく、潜在的なデータ エクスカレーションのインシデントが防止されました。

SDNコントローラーとの統合

現代のSDNコントローラーは、外部サービスがDNSログを読み、フロー修正をプッシュすることを可能にするREST APIまたはPythonバインディングを提供します。 例えば、OpenDaylightコントローラーには、DNSイベントを購読できる「DNSListenerService」モジュールがあります。 同様に、ONOSは「dns-management」アプリケーションを提供します。 [ONFのSDNアーキテクチャ]]]]は、セキュリティアプリケーションがDNSテレメトリーを消費し、リアルタイムで反応できる必要があることを強調しています。

開発者は、以下のカスタムセキュリティアプリを作成できます。

SDNセキュリティのDNSの未来

SDNは、意図的ベースのネットワークと自律的な操作に進化するにつれて、DNSはさらに一元化します。暗号化されたDNS(HTTPS、TLS上のDNS)などの新興技術は、従来の監視に対する可視性を低下させますが、SDNコントローラーは信頼できる再帰的な解決者として位置付けられ、暗号化されたクエリに完全な可視性を得ることができます。さらに、DNSメタデータを分析する機械学習モデルは、予測的な脅威緩和を可能にします。

SDNのプログラム性とDNSのubiquityの組み合わせは、強力な相乗効果を生み出します。DNSセキュリティをSDNファブリックに織ることで、組織は、リアルタイムで新しい脅威に適応する動的で応答性のあるセキュリティ姿勢を実現できます。

コンテンツ

DNSは単なるネーミングサービスよりもはるかに多くあります。ソフトウェア定義のネットワーキングでは、重要なセキュリティセンサー、ポリシーの執行ポイント、およびネットワークインテリジェンスの信頼できるソースとして機能します。DNSSECを実行することにより、DNSトラフィックを監視し、SDNコントローラーとフィルタリングを統合し、動的ポリシーを適用することで、組織はSDNデプロイのセキュリティを大幅に向上させることができます。ネットワークが進化し続けるにつれて、DNSは強力な防衛 - 詳細な戦略の礎を残します。