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        《電子技術應用》
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        【零信任】一文看懂零信任

        2021-04-21
        作者:奔跑的老村長
        來源:村長的池塘
        關鍵詞: 零信任

          導語:

          近兩年來,零信任(Zero Trust)和ATT&CK在安全圈著實火熱,特別是前者,大廠搖旗吶喊,小廠也擂鼓助威,都說自己是零信任理念的先行者, IAM相關廠商說零信任架構里面,身份是新邊界;NAC和防火墻廠商說策略檢查點是零信任的關鍵部件;VPN廠商說他們除了加密也支持多因素認證,符合零信任的特征;數據安全公司說他們保護的就是敏感數據,和零信任的目標完全一致??傊?,不扯上點關系都不好意思。

          著名咨詢機構Gartner曾在《零信任網絡訪問市場指南》中預測2023年將有60%的組織采用ZTNA(SDP)取代VPN技術。VPN一直是遠程接入的首選方式,而本次新冠疫情催生的遠程辦公的熱潮中,VPN資源消耗和“卡頓”問題被成倍放大,某國內著名公司 SSL VPN 設備被曝存在漏洞,被APT組織Darkhotel(APT-C-06)利用而發起針對我國多駐外機構發起攻擊的事件也被爆出,VPN真如風燭殘年的老人一般,盡顯老態嗎?有安全媒體甚至斷言:如果新冠疫情發展成持久戰,VPN與零信任架構的“決勝局”勢必將提前上演。

          那么,當我們談零信任的時候,需要了解哪些主要東西呢?本文將試圖提煉出要點。

          一、零信任的起源

          現有TCP/IP協議和互聯網是為互聯互通而設計,沒有考慮太多的安全控制,任何主機之間可以相互通信,黑客可以探測互聯網絡中的任意目標,而在現實中,我們要約見相關的人或去某些單位不但要認證身份,甚至需要提前預約和審批。

          即使有了防火墻將外網的攻擊進行阻擋,整個內網的機器之間也是可以相互訪問。

          零信任的出現主要基于兩項原因:

          ●云大物移技術的發展和數字化轉型讓邊界更加模糊,傳統城堡式防御模型面臨巨大挑戰,甚至不再奏效。

          ●內部人員的威脅和APT攻擊讓內網和互聯網一樣充滿風險,默認和靜態的信任模型需要革新。

          零信任發展中有較大影響的機構和歷程如下:

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          二、主要流派

         ?。ㄒ唬〧orrester

          提到零信任,首先需要提及的就是Forrester這家咨詢機構。

          但梳理零信任的發展歷史和主要流派可以看出,盡管最早提出Zero Trust一詞的是Forrester分析師約翰。金德維格,但零信任并不是憑空才出現的,很早就有了雛形,包括美國國防部的黑核項目,就是希望解決傳統默認、靜態的網絡信任隱藏著巨大風險的問題。

          金德維格認為傳統基于邊界的網絡安全架構存在風險,可信的內部網絡充滿威脅,信任是致命的風險。并提到了三個核心觀點:

          ●不再以一個清晰的邊界,來劃分信任或不信任的設備;

          ●不再有信任或不信任的網絡;

          ●不再有信任或不信任的用戶。

          有意思的是,這哥們提完這個概念沒幾年,就去Palo Alto Networks實踐去了,直到另外一位分析師坎寧安繼續在Forrester扛起了零信任的大旗,他在Forrester的主頁上介紹自己是零信任的一個huge fans,并于2018年提出ZTX(零信任擴展),將零信任的范圍從網絡擴展到設備、用戶和工作負載,將能力從微隔離擴展到可視化與分析、自動化與編排,并提出身份不僅僅針對用戶,還包括IP地址、MAC 地址、操作系統等,也就是說具有身份的任何實體包括用戶、設備、云資產、網絡分段都必須在零信任架構下進行識別、認證和管理。

          微分段是零信任的一個關鍵能力,不僅僅包括網絡、用戶,還包括設備、容器、微服務、甚至進程等,可見零信任的概念和范疇已經得到極大的延伸和擴展。(有空再專門介紹ZTX)

         ?。ǘ〨oogle

          真正引起業界對零信任極大興趣的,當屬Google在2014年陸續發布6篇關于其自身實踐零信任的論文。2011-2017年期間,Google Beyond Corp項目實施落地,實現不區分內外網,讓員工不借助VPN安全地在任何地方開展工作,將訪問權限從網絡邊界轉移到設備、用戶和應用。Beyond Corp的核心思想是組織不應該信任任何實體,無論該實體是在邊界內還是在邊界外,應該遵循“永不信任,始終驗證”的原則。有傳谷歌開展這個項目與2009年遭受極光行動導致Gmail郵箱和源代碼被APT組織入侵有關,但沒有官方的說法。

          關于Beyond Corp的介紹資料非常多,論文也可以找到,就不再詳述,這是谷歌員工從任何地方登陸訪問內部業務的界面:

        2005090803382.png

          最近Google也發布了 BeyondProd白皮書,詳細介紹了容器化的云原生安全模型。該模型超越了傳統的基于邊界的安全模型,而是利用代碼來源和服務身份標識作為安全基石。同時,Google還提供了一份可用于實現其安全模型的開源軟件列表,解決容器、微服務等云原生安全。

         ?。ㄈ〨artner

          作為安全規劃和咨詢領域最權威機構的Gartner,在2017年安全與風險管理峰會上發布CARTA模型并提出零信任是實現CARTA宏圖的初始步驟,后續又發布ZTNA市場指南(注:SDP被Gartner稱為ZTNA,即零信任網絡訪問)。CARTA 是自適應安全架構的3.0版本,英文Continuous Adaptive Risk and Trust Assessment的縮寫, 強調通過持續監控和審計來判斷安全狀況,沒有絕對的安全和100%的信任,尋求一種0和1之間的風險與信任的平衡,并提出完整的保護=阻止+檢測與響應、完整的訪問保護=運行訪問+驗證等觀點。

          Gartner的CARTA模型將零信任和攻擊防護相結合,形成了持續的風險和信任評估,由于該模型比較龐大和復雜,在此就不詳述。

         ?。ㄋ模〤SA

          國際云安全聯盟于2013年成立SDP(Software Defined Perimeter,軟件定義邊界)工作組,由美國中央情報局(CIA) CTO Bob 擔任工作組組長,并于2014年發布SPEC 1.0等多項研究成果。SDP作為新一代網絡安全解決理念,其整個中心思想是通過軟件的方式,在移動和云化的時代,構建一個虛擬的企業邊界,利用基于身份的訪問控制,來應對邊界模糊化帶來的粗粒度控制問題,以此達到保護企業數據安全的目的。經過多年發展,SDP技術越來越被廣泛應用,成為零信任最成熟的商業解決方案,Zscaler、Akamai等國外著名云安全廠商和一些國內公司如聯軟科技、云深互聯等都有相關產品和解決方案。

         ?。ㄎ澹㎞IST

          熟悉網絡安全的都知道,美國國家標準與技術研究院NIST出臺了很多網絡安全相關的標準和規范,在網絡安全的標準化方面發揮著重要的作用,如著名的SP800系列。2020年2月,NIST發布SP800-207:Zero Trust Architecture 草案第二版本。

          草案對零信任架構ZTA的定義如下:利用零信任的企業網絡安全規劃,包括概念、思路和組件關系的集合、旨在消除在信息系統和服務中實施精準訪問策略的不確定性。

          該標準強調安全防護應該圍繞著資源(數據、負載、應用等),零信任適用于一個組織內部或與合作伙伴協助完成的工作環境,并非常詳細地描述了零信任架構的邏輯組件。

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          各主要部件的介紹如下:

          策略引擎(Policy Engine):該組件通過獲取多方數據(如CDM、威脅情報)來最終決定是否允許指定的主體可以對資源進行訪問。

          策略管理器(Policy Administrator):該組件負責建立或關閉主體與資源之間的連接。它將生成客戶端用來訪問企業資源的任何身份驗證,令牌或憑據。它與策略引擎緊密相關,并依賴于策略引擎決定最終允許還是拒絕連接。

          策略執行點(Policy Enforcement Point):此系統負責啟用,監視并最終終止主體與企業資源之間的連接。這是ZTA中的單個邏輯組件,但可以分為兩個不同的組件:客戶端和資源端。

          持續性診斷和緩解(Continuous and Diagnostics and Mitigation):該系統收集有關企業資產當前狀態的信息,常見的CDM如終端安全管理系統,可將訪問終端的漏洞和補丁情況提供給策略引擎做決策。

          行業合規系統:此系統可確保企業遵守其可能受到的任何監管制度(例如FISMA,GDPR等),包括企業為確保合規性而開發的所有策略規則。

          威脅情報源:此系統從內部或外部來源提供信息,以幫助策略引擎做出訪問決策。這些服務從內部或多個外部源獲取有關新發現的攻擊或漏洞的信息。

          數據訪問策略:這是訪問企業資源的規則和策略的集合??梢栽诓呗砸嬷袑崿F錄入或動態生成,比如銷售人員只能訪問CRM系統而不可以訪問財務系統等。

          PKI系統:此系統負責生成和記錄企業頒發給資源、主體和應用程序的證書。

          ID管理系統:此系統負責創建,存儲和管理企業用戶帳戶和身份記錄(如LDAP、4A、IAM)。

          安全事件和事件管理(SIEM)系統:該系統收集和分析各種系統產生的安全事件、日志、流量,這些數據將用于完善策略并警告可能對企業資產的攻擊。

          從上述組件可以看出,零信任架構中的眾多組件并不是新的技術或產品,而是按照零信任理念形成的一個面向用戶、設備和應用的完整端對端安全解決方案。

          三、真正價值

          美國軍隊和政府一直通過一些列工程或行動提升重要機構網絡安全能力,包括2006年開始的大型攻防演習“CyberStorm”、愛因斯坦工程(已多期)、CDM(持續監測與診斷計劃)等,這些安全項目無窮無盡但并不能讓用戶知道方向在哪里,美國聯邦首席信息官Kent曾說:“一直以來,我們希望有一個視角,使得各個政府機構在實施自己的安全計劃時,能夠考慮到一個長期的愿景。而現在達成的共識是:零信任正是這個愿景?!?/p>

          美國國防部2019年發布的《數字現代化戰略規劃》中明確提出將零信任實施列為最高優先事項,足見美國政府和軍隊對零信任的重視。

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          四、未來展望

          可以看到,近年來零信任的內涵和外延在不斷發展、快速演變中,作為一種理念和新架構,ZTA能很好地指導我們進行安全規劃和訪問控制,實現對重要數據和應用的高強度安全保護。

          開發能力強的一些甲方開始在新的業務場景和面向云的環境中開始實踐和落地零信任,其中SDP成為零信任領域相對更成熟的商業解決方案。本質上,零信任是一種基于用戶、設備、用戶和數據的端對端的安全解決方案,在這種模式下,網絡逐漸成為一個加密的通道,端點和云端的重要性愈發凸顯。

          零信任是萬能的嗎?答案是:安全沒有銀彈,零信任并不能解決所有的安全問題,比如面向公眾互聯網匿名訪問的場景就難以應用零信任方案。另外,新的解決方案一定會帶來新的安全問題,比如AI的污染問題,零信任架構下,網關或策略控制器成為架構的核心,其自身可靠性、擴展性和安全性至關重要,同時所有的部件也是軟件實現的,自身的漏洞和缺陷難以避免。

          既然零信任構建的是基于身份的新邊界,那么傳統邊界防御模型并不需要了嗎?答案也是否定的,傳統防御手段和邊界防御模型依然有效,身份只不過是在邊界模型基礎上構建的更細粒度和動態的邊界,是原有防御基礎上的一道新防線。

          另外,可以看到,零信任是一個大的架構,沒有一家公司可以提供完整的解決方案,生態體系的建設非常重要,對用戶來講,選擇零信任供應商需要考慮很多因素(另文討論)。每家希望實施零信任架構的公司都處于發展的不同階段,零信任領域的一大玩家微軟最近宣布將推出零信任評估工具,針對零信任的六個基本要素(即身份、設備、應用程序、數據、基礎架構和網絡)幫助用戶判斷他們自己的位置,評估工具還能為組織提供有關如何進入到下一階段的建議。

          Kent說:在充滿挑戰的安全建設這條隧道的盡頭,出現了一道眾所周知的亮光,它把許多安全項目和工程整合在一起,給了人們希望,零信任正是隧道盡頭的光明。

          當然,也許是漫長之路。

          村長有話說:

          零信任這個詞匯翻譯成中文后比較抽象,容易誤解,并不像計算機世界里的0和1那么簡單,如果是真正的零信任,那么主體和客體之間的初始連接關系如何建立?零信任只是摒棄默認的信任,先認證后連接,基于最小權限原則而已。

          同時,從前面分析可以看到,零信任架構中的眾多組件并不是新的技術或產品,但零信任是新的理念和安全規劃的方法,隨著SP800-207等標準的出臺,零信任架構將真正從概念走向工程化、標準化。

          

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