第16章 Network-Bound Disk Encryption (NBDE)

キー Escrow は、暗号鍵を格納するための従来のシステムです。ネットワーク上の鍵サーバーは、暗号化されたブートディスクがあるノードの暗号化キーを保存して、クエリーされると返します。キー管理、トランスポートの暗号化、および認証が複雑であるため、ブートディスク暗号化は妥当な選択肢ではありません。

Red Hat Enterprise Linux(RHEL) で利用可能ですが、主要な escrow ベースのディスク暗号化の設定および管理は手動のプロセスであり、ノードの自動追加など OpenShift Container Platform 自動化操作には適しておらず、現在 OpenShift Container Platform でサポートされていません。

trusted Platform Module(TPM) ディスク暗号化は、リモートから保護された場所のデータセンターまたはインストールに適しています。dm-crypt and BitLocker などの完全なディスク暗号化ユーティリティーは、TPM バインドキーでディスクを暗号化し、TPM に TPM バンドキーを保存し、ノードのマザーボードにアタッチします。この方法の主な利点は、外部の依存関係がなく、ノードは外部の対話なしにブート時に独自のディスクを復号化できることです。

TPM ディスク暗号化は、ディスクがノードから盗まれて外部で分析される場合に、データが復号化されないように保護んします。ただし、セキュアではない場所では、これは不十分です。たとえば、攻撃者がノード全体を盗んだ場合に、ノードは自身のディスクを復号化するので、ノードの電源を投入した時点でデータを傍受できてしまいます。これは、物理 TPM2 チップを備えたノードと、Virtual Trusted Platform Module(VTPM) アクセスのある仮想マシンに適用されます。

Network-Bound Disk Encryption(NBDE) は、ネットワーク全体で安全かつ匿名の方法で、暗号鍵を外部サーバーや、サーバーのセットに効果的に関連付けます。これは、ノードが暗号化キーの保存や、ネットワークでの転送を行わない点でキー escrow とは異なりますが、同じように動作します。

Clevis および Tang は、一般的なクライアントおよびサーバーのコンポーネントで、ネットワークがバインドされた暗号化を提供します。Red Hat Enterprise Linux CoreOS(RHCOS) は、Linux Unified Key Setup-on-disk-format(LUKS) と合わせて、これらのコンポーネントを使用して、Network-Bound Disk 暗号化を実現するために root および root 以外のストレージボリュームを暗号化および復号化します。

ノードが起動すると、暗号化ハンドシェイクを実行して事前に定義された Tang サーバーのセットへのアクセスを試みます。必要な数の Tang サーバーに到達できる場合は、ノードはディスクの復号化キーを作成し、ディスクのロックを解除して起動を続行できます。ネットワークが停止したり、サーバーが利用できなくなったりしたことが原因で、ノードが Tang サーバーにアクセスできない場合に、ノードは起動できず、Tang サーバーが再び利用可能になるまで無限に再試行し続けます。この鍵は実質的にはネットワーク内のノードに関連付けられるため、攻撃者が使用されていないデータへのアクセス権を取得しょうとすると、ノードのディスクと、Tang サーバーへのネットワークアクセスを取得する必要があります。

以下の図は、NBDE のデプロイメントモデルを示しています。

以下の図は、リブート時の NBDE の動作を示しています。

Shamir のシークレット共有 (sss) は、キーを安全に分割、配布、および再構築するための暗号化アルゴリズムです。このアルゴリズムを使用すると、OpenShift Container Platform は、より複雑なキー保護の組み合わせをサポートすることができます。

複数の Tang サーバーを使用するようにクラスターノードを設定する場合には、OpenShift Container Platform は、sss を使用して指定されたサーバーが 1 つ以上利用可能になると正常に実行される復号化ポリシーを設定します。追加でセキュリティー階層を作成できます。たとえば、OpenShift Container Platform でディスクの復号化に TPM と Tang サーバーの指定リストの 1 つを必要とするポリシーを定義できます。