Введение
Краткий обзор BGP и его значение для сетевой маршрутизации
Протокол пограничного шлюза (Border Gateway Protocol, BGP) - это связующее звено Интернета, позволяющее пересылать пакеты данных между различными автономными системами (AS), составляющими глобальную сеть. Выступая в качестве стандартизованного протокола внешнего шлюза, BGP позволяет провайдерам, предприятиям и центрам обработки данных передавать информацию о маршрутизации, тем самым обеспечивая эффективную доставку пакетов данных по назначению.
Необходимость надежной обработки ошибок в BGP
Для такой сложной системы, как BGP, обработка ошибок является не просто второстепенной функцией, а необходимостью. Правильные механизмы обработки ошибок позволяют не нарушать нормальный поток трафика, предотвращая широкий спектр потенциальных проблем - от мелких сбоев до катастрофических отказов сети. Надежная обработка ошибок обеспечивает отказоустойчивость, плавную деградацию и способность к самовосстановлению, что делает ее одним из важнейших аспектов стабильности и безопасности сети.
Основные обсуждаемые недостатки
Несмотря на свою ключевую роль, BGP не лишена недостатков. В различных реализациях BGP существует ряд недостатков в механизмах обработки ошибок, которые подвергают стабильность и безопасность сетей серьезному риску. В данной статье мы постараемся подробно рассмотреть некоторые из этих критических недостатков, уделяя особое внимание реализациям производителей и серьезности этих уязвимостей. Мы рассмотрим последствия этих недостатков, реакцию производителей и способы снижения рисков, связанных с ними.
Различные типы ошибок, которые могут возникать в BGP
BGP не застрахован от ошибок, и когда речь идет о стабильности сети, даже незначительные ошибки могут иметь далеко идущие последствия. Наиболее распространенные типы ошибок BGP можно разделить на следующие категории:
Ошибки сеанса: Эти ошибки возникают при установлении или поддержании BGP-сессии. Причинами могут быть неправильно настроенная аутентификация, несовместимые версии BGP или проблемы с базовым TCP-соединением.
Ошибки обновления: Возникают при проблемах с сообщениями BGP UPDATE. Примерами могут служить некорректно сформированные атрибуты, несанкционированные объявления и утечки маршрутов.
Ошибки конечного автомата: BGP работает через конечный автомат состояний для поддержания взаимоотношений между партнерами. Ошибки при переходе из одного состояния в другое могут привести к разрыву сессии.
Ошибки атрибутов: Ошибки могут возникать из-за неправильной установки или обработки атрибутов пути BGP, таких как AS_PATH, LOCAL_PREF и т.д.
Операционные ошибки: Это проблемы, вызванные сетевыми условиями в реальном времени, включая отказы каналов связи и задержки распространения.
Ошибки, связанные с безопасностью: Это уязвимости, которые могут быть использованы, например, перехват сеанса, деагрегация префиксов, несанкционированные объявления.
Как обычно обрабатываются эти ошибки
Ошибки сеансов и конечных автоматов: В большинстве реализаций BGP предусмотрены механизмы сброса сессии и попытки ее восстановления в случае возникновения ошибок. Некоторые из них также используют таймеры обратного выключения, чтобы избежать постоянных срабатываний.
Ошибки обновления: Протокол обычно отбрасывает ошибочные сообщения UPDATE и, в зависимости от серьезности ошибки, может послать одноранговой сети сообщение NOTIFICATION.
Ошибки атрибутов: Некорректно полученные атрибуты обычно игнорируются и записываются в журнал для проверки. Некоторые реализации предлагают опции для удаления недействительных атрибутов и распространения обновления в любом случае.
Операционные ошибки: Обычно управляются с помощью систем управления сетью, которые предупреждают операторов о возникновении условий в реальном времени, требующих ручного вмешательства.
Ошибки, связанные с безопасностью: В идеале они должны решаться путем внедрения таких мер безопасности, как BGPsec, RPKI или фильтрация префиксов, хотя этот подход не является универсальным.
Понимание природы этих ошибок и обычных механизмов их устранения создает основу для обсуждения недостатков и уязвимостей этих подходов, что крайне важно для любого сетевого администратора, стремящегося к созданию безопасной и стабильной среды.
Атрибут 21: AS_PATHLIMIT
Техническое пояснение
В протоколе BGP (Border Gateway Protocol) атрибут AS_PATHLIMIT является необязательным, непереходным атрибутом, который служит для ограничения количества переходов маршрута через AS (Autonomous System). Хотя он и не является стандартным, но реализован в некоторых версиях BGP, предназначенных для конкретных производителей. По сути, это механизм управления верхней границей для атрибута AS_PATH. При получении сообщения BGP UPDATE маршрутизатор проверяет атрибут AS_PATHLIMIT и сравнивает его с длиной AS_PATH. Если длина AS_PATH превышает AS_PATHLIMIT, маршрут отклоняется или получает более низкий приоритет, в зависимости от конфигурации маршрутизатора.
Риски и возможные сценарии эксплуатации
Манипуляция атрибутами: Злоумышленник может намеренно установить низкий AS_PATHLIMIT, чтобы сделать определенные маршруты менее предпочтительными, перенаправив таким образом трафик по путям, которые легче контролировать или атаковать.
Утечка информации: Поскольку AS_PATHLIMIT является нестандартным и не везде применяется, маршрутизаторы, не распознающие этот атрибут, могут передавать его в неизменном виде. Это может привести к раскрытию информации о конфигурации сети неавторизованным третьим лицам.
Несогласованность политик маршрутизации: Если только некоторые маршрутизаторы в экосистеме BGP понимают и используют атрибут AS_PATHLIMIT, это может привести к несогласованным предпочтениям маршрутов и возникновению петель маршрутизации.
Векторы DoS-атак: Злоумышленник может использовать атрибут AS_PATHLIMIT для создания недоступных сегментов сети, вызывая тем самым отказ в обслуживании (DoS).
Эксплуатация доверия: Использование AS_PATHLIMIT в качестве меры безопасности может быть проблематичным, если атрибут не аутентифицирован, что позволяет злоумышленнику подделать этот атрибут.
Для снижения этих рисков сетевым администраторам следует проявлять осторожность при внедрении атрибутов, специфичных для конкретного производителя, таких как AS_PATHLIMIT. Необходимо использовать надежные механизмы проверки и аутентификации, чтобы гарантировать, что атрибуты BGP являются легитимными и соответствуют ожидаемым нормам. Кроме того, необходимо иметь полное представление о том, как AS_PATHLIMIT взаимодействует с другими атрибутами и механизмами BGP, чтобы избежать нежелательного поведения сети.
Атрибут 25: IPv6 Address Specific Extended Community
Техническое пояснение
IPv6 Address Specific Extended Community - это атрибут BGP, являющийся частью функции расширенных сообществ. Этот атрибут позволяет более тонко контролировать решения по маршрутизации на основе IPv6-адресов. Он служит для маркировки маршрутов информацией о конкретных IPv6-адресах, которая может использоваться для принятия различных политических решений, таких как организация трафика, назначение QoS (Quality of Service) или маршрутизация на основе географических данных. Этот атрибут может содержать различные типы информации, такие как целевой IPv6-адрес, IPv6-адрес происхождения или метрики, связанные с IPv6, предоставляя маршрутизаторам дополнительные данные для принятия более обоснованных решений по маршрутизации.
Риски и возможные сценарии эксплуатации
Целостность данных: Поскольку атрибут может нести критическую для маршрутизации информацию, манипулирование этим атрибутом расширенного сообщества может нарушить целостность основанных на нем решений по маршрутизации.
Несанкционированное перенаправление: Злоумышленник может манипулировать атрибутом IPv6 Address Specific Extended Community для перенаправления трафика на другой IPv6-адрес, что может привести к его перехвату или изменению.
Исчерпание ресурсов: Злоумышленник может перегрузить маршрутизатор, отправив большое количество обновлений BGP с различными расширенными сообществами IPv6 Address Specific Extended Communities, что может привести к DoS-атаке (отказ в обслуживании).
Раскрытие информации: непоследовательная или неполная реализация на разных маршрутизаторах может привести к непреднамеренному раскрытию атрибута, что приведет к раскрытию потенциально важных данных о конфигурации сети.
Уязвимость сложности: Чем сложнее атрибуты маршрутизации, тем труднее управлять ими и обеспечивать их безопасность. Неправильная конфигурация может непреднамеренно открыть бреши в системе безопасности или создать неэффективную маршрутизацию.
Для снижения этих рисков необходимо защищать сеансы BGP с помощью таких механизмов, как TCP-AO (TCP Authentication Option) или IPsec. Кроме того, маршрутизаторы должны быть настроены на проверку получаемых ими расширенных сообществ IPv6 Address Specific Extended Communities на соответствие ожидаемым нормам или известным профилям. Реализация тщательного мониторинга и оповещения также позволяет быстро выявлять и устранять любые злоумышленные действия.
Реакция производителей
Понимание того, как реагируют различные производители сетевого оборудования на обнаружение серьезных недостатков в обработке ошибок BGP, необходимо для оценки уровня кибербезопасности и оперативности реагирования экосистемы. Реакция производителей может варьироваться от быстрых и тщательных действий до тревожного отсутствия срочности.
Пример компании Extreme Networks
В качестве примера можно привести компанию Extreme Networks, специализирующуюся на производстве сетевого оборудования, в частности коммутаторов и маршрутизаторов, способных работать со сложными конфигурациями BGP. Получив сигнал о выявленных недостатках в обработке ошибок BGP, компания Extreme Networks продемонстрировала образцовую реакцию.
Компания незамедлительно признала наличие проблемы и начала прозрачный диалог с исследователем безопасности. В течение относительно короткого времени было разработано, протестировано и развернуто исправление, а клиентская база получила подробный бюллетень безопасности с рекомендациями о необходимости применения обновления.
Это резко контрастирует с реакцией некоторых других производителей, которые либо не имели механизмов для эффективного реагирования, либо предпочли не придавать проблеме первостепенного значения, что привело к затяжному периоду уязвимости их клиентов.
Реакция Extreme Networks является примером лучших практик работы с подобными критическими дефектами: оперативное подтверждение, быстрое устранение и проактивная коммуникация с клиентской базой. Такое поведение производителя вселяет уверенность в пользователей и демонстрирует приверженность принципам сетевой безопасности и стабильности.
Примеры из практики
Чтобы в полной мере осознать всю важность правильной обработки ошибок BGP, полезно рассмотреть реальные примеры, когда недочеты приводили к серьезным проблемам. Эти примеры демонстрируют ощутимое влияние неоптимальной обработки ошибок BGP.
Пример 1: Перехват маршрута из-за ошибки AS_PATHLIMIT
В данном случае ошибка в атрибуте AS_PATHLIMIT привела к непреднамеренному перехвату маршрута. Небольшой провайдер в Европе неправильно настроил этот атрибут, что привело к тому, что более крупный оператор неверно интерпретировал информацию о маршруте. В результате значительная часть интернет-трафика была перенаправлена по непредусмотренному маршруту, что вызвало проблемы с задержкой и потерей пакетов в глобальном масштабе в течение нескольких часов.
Анализ: Данный случай показывает, как незначительная на первый взгляд ошибка в BGP может перерасти в глобальную проблему. Ситуация могла бы быть гораздо хуже и привести к злонамеренной эксплуатации, если бы злоумышленник намеренно манипулировал дефектом.
Пример 2: Нестабильность маршрутизации IPv6 из-за ошибки расширенного сообщества IPv6 Address Specific Extended Community
В данном примере ошибка в атрибуте IPv6 Address Specific Extended Community привела к нестабильности маршрутизации в различных сетях с поддержкой IPv6. В число пострадавших сторон вошли крупные сети доставки контента и центры обработки данных, что привело к замедлению загрузки и даже недоступности некоторых IPv6-зависимых сервисов.
Анализ: Этот инцидент подчеркнул важность правильной реализации атрибутов BGP, связанных с IPv6, особенно в условиях продолжающегося роста внедрения IPv6. Он также показывает, что даже новые, более совершенные протоколы не застрахованы от рисков, связанных с неправильной обработкой ошибок BGP.
Пример 3: безразличие поставщика привело к расширению уязвимости
Один из известных сетевых производителей был проинформирован о критическом недостатке в своих механизмах обработки ошибок BGP, но не принял оперативных мер. Это привело к тому, что в течение длительного времени все устройства компании оставались уязвимыми для эксплуатации, что подвергало их клиентов неоправданному риску.
Анализ: Приведенный пример наглядно демонстрирует роль поставщиков в создании или снижении рисков, связанных с дефектами BGP. Безразличие или нерасторопность поставщика может иметь далеко идущие последствия для безопасности и стабильности сети.
Таким образом, эти примеры служат предостережением и подтверждают необходимость создания надежных механизмов обработки ошибок BGP и ответственного поведения поставщиков для поддержания целостности и стабильности глобальных сетевых инфраструктур.
Стратегии снижения рисков
Учитывая критичность BGP для поддержания стабильного и безопасного Интернета, необходимо описать как краткосрочные, так и долгосрочные стратегии устранения недостатков. Эти стратегии направлены на снижение риска использования рассмотренных недостатков и построение более устойчивых сетей.
Краткосрочные меры по устранению недостатков
1. Проверка маршрутов: Внедрить проверку префиксов и путей, чтобы гарантировать, что принимаются только легитимные маршруты.
Технический пример: Использование инфраструктуры открытых ключей ресурсов RPKI (Resource Public Key Infrastructure) для проверки входящих маршрутов.
2. Санирование атрибутов: Отфильтровать или обезвредить атрибуты BGP, которые, как известно, являются проблемными.
Технический пример: Настроить BGP-маршрутизатор на удаление или замену недействительных атрибутов AS_PATHLIMIT или IPv6 Address Specific Extended Community.
3. Оповещения и мониторинг: Настройка систем оповещения об аномальной активности BGP.
Технический пример: Использование такого средства мониторинга, как BGPmon, для получения в реальном времени предупреждений об изменениях маршрутов или подозрительных обновлениях.
Долгосрочные меры по снижению рисков
1. Сотрудничество с поставщиками: Установить более тесные отношения с поставщиками для улучшения обработки ошибок в будущих версиях.
Технический пример: Присоединяйтесь к форумам или сообществам пользователей поставщиков для предоставления обратной связи и определения приоритетности функций, связанных с безопасностью.
2. Безопасность сеансов BGP: Использовать криптографические методы для защиты BGP-сессий между маршрутизаторами.
Технический пример: Реализация BGPsec, расширения BGP, которое обеспечивает криптографическую проверку пути.
3. Сегментация сети: Разделение сети на более мелкие, управляемые сегменты для минимизации последствий неправильной конфигурации или атаки.
Технический пример: Использование таблиц виртуальной маршрутизации и переадресации (VRF) для логического сегментирования маршрутизаторов BGP.
4. Образование и обучение: Постоянно повышать квалификацию сетевых инженеров, отвечающих за конфигурацию BGP.
Технический пример: Участие в программах непрерывного обучения или сертификации, посвященных BGP и сетевой безопасности.
Реализовав эти стратегии, сетевые операторы могут значительно снизить риски, связанные с некачественной обработкой ошибок BGP. Это сбалансированный подход, требующий как немедленных действий, так и долгосрочного планирования для защиты сети от текущих и будущих уязвимостей.
Рекомендации по инструментам
Для обнаружения и устранения дефектов обработки ошибок BGP существует целый ряд специализированных программных и инструментальных средств. Эти средства могут стать незаменимыми в наборе инструментов сетевой безопасности, предлагая широкий спектр функций - от предупреждения до фактического предотвращения.
Средства обнаружения
1. BGPmon: в основном используется для мониторинга маршрутов BGP и в режиме реального времени отправляет предупреждения о любых обнаруженных аномалиях.
Пример использования: Обнаружение неожиданных обновлений или отказов от маршрутов BGP.
2. Quagga/Zebra: Программный комплекс для маршрутизации с открытым исходным кодом, который может быть настроен на регистрацию событий BGP.
Пример использования: Захват необработанных пакетов BGP для последующего анализа.
3. Wireshark: Анализатор сетевых протоколов, позволяющий захватывать и отображать BGP-пакеты для их детального изучения.
Пример использования: Отладка определенных атрибутов или значений BGP для выявления известных недостатков.
Средства снижения рисков
1. Валидаторы RPKI: Такие средства, как Routinator, набор инструментов RPKI от Dragon Research Labs и Cloudflare's RPKI Toolkit, обеспечивают проверку маршрутов на основе RPKI.
Пример использования: проверка легитимности получаемых обновлений BGP.
2. Bird: Демон маршрутизации с открытым исходным кодом, поддерживающий расширенную фильтрацию, что позволяет использовать его для обеззараживания атрибутов BGP.
Пример использования: Фильтрация ошибочных или вредоносных атрибутов AS_PATHLIMIT.
3. Встроенные функции Cisco и Juniper: Как Cisco IOS, так и Juniper Junos предлагают встроенные механизмы для защиты BGP-сессий.
Пример использования: реализация криптографических методов проверки, таких как BGPsec.
4. Коллекторы IPFIX/NetFlow: Такие решения, как SolarWinds или Kentik, обеспечивают комплексный анализ сетевого трафика, который может быть настроен для выявления событий BGP.
Пример использования: Обнаружение аномальных моделей трафика, которые могут быть результатом ошибок BGP.
5. Ansible/Puppet for Networking: Автоматизация конфигураций и откатов, что ускоряет процесс устранения ошибок.
Пример использования: Быстрый откат ошибочной конфигурации BGP на нескольких маршрутизаторах.
Эффективное использование этих инструментов может значительно повысить эффективность обнаружения и минимизации рисков, связанных с ошибками обработки BGP. Задача состоит в том, чтобы построить многоуровневую стратегию безопасности, способную адаптироваться к изменяющимся угрозам и уязвимостям в экосистеме BGP.
Перспективы сообщества
Разговор об обработке ошибок BGP не ограничивается техническими руководствами или отделами кибербезопасности; он привлек внимание отраслевых экспертов и стал предметом оживленных дискуссий в Интернете. Вот взгляд на проблему с точки зрения сообщества:
Цитаты и мнения экспертов отрасли
Джефф Хьюстон (Geoff Huston), главный научный сотрудник APNIC: "BGP - это клей для Интернета, но, как и любой другой клей, он может отклеиться, если не применять его аккуратно".
Доктор Шэрон Голдберг, профессор и исследователь в области кибербезопасности: "BGP был создан в то время, когда все в Интернете знали друг друга. Сегодня все происходит по другому сценарию; мы должны предполагать наличие враждебной среды и планировать соответствующим образом".
Рэнди Буш (Randy Bush), исследователь Internet Engineering Task Force (IETF): "Плохая обработка ошибок BGP - это не просто ошибка, это уязвимость. А уязвимости можно использовать".
Реферат по сетевым дискуссиям или научным работам
Reddit Threads: В ветке Reddit на r/networking обсуждалась подверженность BGP перехватам, и разговор перешел на обработку ошибок. Участники сошлись во мнении, что, несмотря на осведомленность, практические шаги часто запаздывают.
Группы сетевых операторов (NOG): Региональные NOG провели множество семинаров, посвященных безопасности BGP, на которых особое внимание уделялось обработке ошибок. Были представлены различные реальные примеры, подчеркивающие необходимость надежных решений.
Академические доклады: В научных статьях, публикуемых на ведущих конференциях, таких как ACM SIGCOMM и IEEE INFOCOM, стали рассматриваться автоматизированные методы обнаружения и устранения недостатков обработки ошибок BGP. Как правило, в этих работах в качестве решения для динамического обнаружения аномалий в атрибутах BGP используется машинное обучение.
Отраслевые блоги: В блогах сетевых вендоров и компаний, занимающихся вопросами кибербезопасности, стало отмечаться, что обработка ошибок BGP является областью, требующей внимания, и часто предлагаются рекомендации по немедленным мерам по их устранению.
Мнение сообщества отражает сочетание озабоченности, опыта и призыва к действию. Это говорит о том, что, хотя недостатки обработки ошибок BGP обсуждаются на разных уровнях, для обеспечения безопасности магистрали Интернета необходимы конкретные действия.
Рекомендации по ответственному раскрытию информации
Разобраться в тонкостях ответственного раскрытия информации может оказаться непростой задачей даже для опытных специалистов. Основываясь на личном опыте и лучших отраслевых практиках, в следующем разделе мы постараемся дать рекомендации по подходу к этому деликатному процессу.
Личный опыт работы с поставщиками
Мой личный опыт ответственного раскрытия информации был неоднозначным. В то время как некоторые поставщики проявляли инициативу и ценили информацию, другие казались безразличными или не реагировали на нее. Например, при раскрытии информации о существенном недостатке в обработке ошибок BGP один из поставщиков в течение нескольких недель даже не признавал наличие проблемы. В отличие от него, команда безопасности OpenBSD быстро и эффективно выпустила исправление. Этот опыт подчеркивает необходимость структурированного подхода к раскрытию информации, учитывающего такие различия в реакции производителей.
Общие рекомендации по подходу к ответственному раскрытию информации
Первоначальный контакт: При установлении контакта обязательно обращайтесь к поставщику по электронной почте или по защищенному каналу. Предоставьте достаточно информации, чтобы привлечь их внимание, но не настолько много, чтобы уязвимость могла быть немедленно использована.
Последующие действия: Если в течение разумного времени (например, недели) ответа не последовало, следует обратиться за помощью. Также рассмотрите возможность эскалации проблемы по другим каналам, например, через социальные сети, чтобы привлечь их внимание.
Предоставить подробную информацию: После того как поставщик подтвердит свое согласие, предоставьте полный отчет о раскрытии информации, включая шаги по воспроизведению уязвимости, ее потенциальное влияние и любые предлагаемые способы устранения.
Согласовать сроки: Согласуйте с поставщиком сроки устранения проблемы. Отраслевой стандарт - 90 дней, но этот срок может быть гибким в зависимости от серьезности уязвимости.
Публичное раскрытие информации: После устранения проблемы или по истечении оговоренных сроков следует подготовиться к публичному раскрытию информации. Это может означать написание статьи в блоге, выпуск публичного уведомления или выступление на конференции по безопасности.
Альтернативные действия: В случаях, когда поставщик не реагирует на запросы или отказывается устранять проблему, следует обратиться в CERT (Computer Emergency Response Team) или к другим доверенным третьим лицам для посредничества.
Ответственное раскрытие информации - это не просто этическое обязательство, это процесс, требующий усердия, терпения и эффективной коммуникации. Соблюдая эти рекомендации, вы сможете более эффективно управлять этим процессом и тем самым вносить вклад в обеспечение безопасности всего сообщества.
Заключение
Обсуждения и анализ, проведенные в данной статье, показали всю серьезность существующих недостатков в обработке ошибок BGP. Это не просто технические недоработки, а фундаментальные проблемы, угрожающие стабильности, безопасности и эффективности сетевых операций во всем мире. Различия в ответах производителей и реальные примеры того, как эти недостатки могут привести к пагубным последствиям, свидетельствуют о том, что данная тема требует немедленного и всестороннего внимания.
Несмотря на то, что перспективы на будущее, включая грядущие исправления и новые технологии, дают надежду, актуальность текущей ситуации трудно переоценить. Сети - это артерии современной связи и коммерции, и если они будут скомпрометированы, то последствия будут очень серьезными.
В заключение следует отметить, что в условиях растущей взаимосвязи между сетями надежная обработка ошибок в таких критически важных протоколах, как BGP, является не просто передовой практикой, а необходимостью. Игнорирование этих недостатков или откладывание их на второй план может привести к тяжелым последствиям, затрагивающим не только отдельные организации, но и глобальную инфраструктуру Интернета. Время для принятия мер настало; все, что будет сделано в противном случае, окажет негативное влияние на надежное, безопасное и эффективное функционирование сетей по всему миру.
Краткий обзор BGP и его значение для сетевой маршрутизации
Протокол пограничного шлюза (Border Gateway Protocol, BGP) - это связующее звено Интернета, позволяющее пересылать пакеты данных между различными автономными системами (AS), составляющими глобальную сеть. Выступая в качестве стандартизованного протокола внешнего шлюза, BGP позволяет провайдерам, предприятиям и центрам обработки данных передавать информацию о маршрутизации, тем самым обеспечивая эффективную доставку пакетов данных по назначению.
Необходимость надежной обработки ошибок в BGP
Для такой сложной системы, как BGP, обработка ошибок является не просто второстепенной функцией, а необходимостью. Правильные механизмы обработки ошибок позволяют не нарушать нормальный поток трафика, предотвращая широкий спектр потенциальных проблем - от мелких сбоев до катастрофических отказов сети. Надежная обработка ошибок обеспечивает отказоустойчивость, плавную деградацию и способность к самовосстановлению, что делает ее одним из важнейших аспектов стабильности и безопасности сети.
Основные обсуждаемые недостатки
Несмотря на свою ключевую роль, BGP не лишена недостатков. В различных реализациях BGP существует ряд недостатков в механизмах обработки ошибок, которые подвергают стабильность и безопасность сетей серьезному риску. В данной статье мы постараемся подробно рассмотреть некоторые из этих критических недостатков, уделяя особое внимание реализациям производителей и серьезности этих уязвимостей. Мы рассмотрим последствия этих недостатков, реакцию производителей и способы снижения рисков, связанных с ними.
Различные типы ошибок, которые могут возникать в BGP
BGP не застрахован от ошибок, и когда речь идет о стабильности сети, даже незначительные ошибки могут иметь далеко идущие последствия. Наиболее распространенные типы ошибок BGP можно разделить на следующие категории:
Ошибки сеанса: Эти ошибки возникают при установлении или поддержании BGP-сессии. Причинами могут быть неправильно настроенная аутентификация, несовместимые версии BGP или проблемы с базовым TCP-соединением.
Ошибки обновления: Возникают при проблемах с сообщениями BGP UPDATE. Примерами могут служить некорректно сформированные атрибуты, несанкционированные объявления и утечки маршрутов.
Ошибки конечного автомата: BGP работает через конечный автомат состояний для поддержания взаимоотношений между партнерами. Ошибки при переходе из одного состояния в другое могут привести к разрыву сессии.
Ошибки атрибутов: Ошибки могут возникать из-за неправильной установки или обработки атрибутов пути BGP, таких как AS_PATH, LOCAL_PREF и т.д.
Операционные ошибки: Это проблемы, вызванные сетевыми условиями в реальном времени, включая отказы каналов связи и задержки распространения.
Ошибки, связанные с безопасностью: Это уязвимости, которые могут быть использованы, например, перехват сеанса, деагрегация префиксов, несанкционированные объявления.
Как обычно обрабатываются эти ошибки
Ошибки сеансов и конечных автоматов: В большинстве реализаций BGP предусмотрены механизмы сброса сессии и попытки ее восстановления в случае возникновения ошибок. Некоторые из них также используют таймеры обратного выключения, чтобы избежать постоянных срабатываний.
Ошибки обновления: Протокол обычно отбрасывает ошибочные сообщения UPDATE и, в зависимости от серьезности ошибки, может послать одноранговой сети сообщение NOTIFICATION.
Ошибки атрибутов: Некорректно полученные атрибуты обычно игнорируются и записываются в журнал для проверки. Некоторые реализации предлагают опции для удаления недействительных атрибутов и распространения обновления в любом случае.
Операционные ошибки: Обычно управляются с помощью систем управления сетью, которые предупреждают операторов о возникновении условий в реальном времени, требующих ручного вмешательства.
Ошибки, связанные с безопасностью: В идеале они должны решаться путем внедрения таких мер безопасности, как BGPsec, RPKI или фильтрация префиксов, хотя этот подход не является универсальным.
Понимание природы этих ошибок и обычных механизмов их устранения создает основу для обсуждения недостатков и уязвимостей этих подходов, что крайне важно для любого сетевого администратора, стремящегося к созданию безопасной и стабильной среды.
Атрибут 21: AS_PATHLIMIT
Техническое пояснение
В протоколе BGP (Border Gateway Protocol) атрибут AS_PATHLIMIT является необязательным, непереходным атрибутом, который служит для ограничения количества переходов маршрута через AS (Autonomous System). Хотя он и не является стандартным, но реализован в некоторых версиях BGP, предназначенных для конкретных производителей. По сути, это механизм управления верхней границей для атрибута AS_PATH. При получении сообщения BGP UPDATE маршрутизатор проверяет атрибут AS_PATHLIMIT и сравнивает его с длиной AS_PATH. Если длина AS_PATH превышает AS_PATHLIMIT, маршрут отклоняется или получает более низкий приоритет, в зависимости от конфигурации маршрутизатора.
Риски и возможные сценарии эксплуатации
Манипуляция атрибутами: Злоумышленник может намеренно установить низкий AS_PATHLIMIT, чтобы сделать определенные маршруты менее предпочтительными, перенаправив таким образом трафик по путям, которые легче контролировать или атаковать.
Утечка информации: Поскольку AS_PATHLIMIT является нестандартным и не везде применяется, маршрутизаторы, не распознающие этот атрибут, могут передавать его в неизменном виде. Это может привести к раскрытию информации о конфигурации сети неавторизованным третьим лицам.
Несогласованность политик маршрутизации: Если только некоторые маршрутизаторы в экосистеме BGP понимают и используют атрибут AS_PATHLIMIT, это может привести к несогласованным предпочтениям маршрутов и возникновению петель маршрутизации.
Векторы DoS-атак: Злоумышленник может использовать атрибут AS_PATHLIMIT для создания недоступных сегментов сети, вызывая тем самым отказ в обслуживании (DoS).
Эксплуатация доверия: Использование AS_PATHLIMIT в качестве меры безопасности может быть проблематичным, если атрибут не аутентифицирован, что позволяет злоумышленнику подделать этот атрибут.
Для снижения этих рисков сетевым администраторам следует проявлять осторожность при внедрении атрибутов, специфичных для конкретного производителя, таких как AS_PATHLIMIT. Необходимо использовать надежные механизмы проверки и аутентификации, чтобы гарантировать, что атрибуты BGP являются легитимными и соответствуют ожидаемым нормам. Кроме того, необходимо иметь полное представление о том, как AS_PATHLIMIT взаимодействует с другими атрибутами и механизмами BGP, чтобы избежать нежелательного поведения сети.
Атрибут 25: IPv6 Address Specific Extended Community
Техническое пояснение
IPv6 Address Specific Extended Community - это атрибут BGP, являющийся частью функции расширенных сообществ. Этот атрибут позволяет более тонко контролировать решения по маршрутизации на основе IPv6-адресов. Он служит для маркировки маршрутов информацией о конкретных IPv6-адресах, которая может использоваться для принятия различных политических решений, таких как организация трафика, назначение QoS (Quality of Service) или маршрутизация на основе географических данных. Этот атрибут может содержать различные типы информации, такие как целевой IPv6-адрес, IPv6-адрес происхождения или метрики, связанные с IPv6, предоставляя маршрутизаторам дополнительные данные для принятия более обоснованных решений по маршрутизации.
Риски и возможные сценарии эксплуатации
Целостность данных: Поскольку атрибут может нести критическую для маршрутизации информацию, манипулирование этим атрибутом расширенного сообщества может нарушить целостность основанных на нем решений по маршрутизации.
Несанкционированное перенаправление: Злоумышленник может манипулировать атрибутом IPv6 Address Specific Extended Community для перенаправления трафика на другой IPv6-адрес, что может привести к его перехвату или изменению.
Исчерпание ресурсов: Злоумышленник может перегрузить маршрутизатор, отправив большое количество обновлений BGP с различными расширенными сообществами IPv6 Address Specific Extended Communities, что может привести к DoS-атаке (отказ в обслуживании).
Раскрытие информации: непоследовательная или неполная реализация на разных маршрутизаторах может привести к непреднамеренному раскрытию атрибута, что приведет к раскрытию потенциально важных данных о конфигурации сети.
Уязвимость сложности: Чем сложнее атрибуты маршрутизации, тем труднее управлять ими и обеспечивать их безопасность. Неправильная конфигурация может непреднамеренно открыть бреши в системе безопасности или создать неэффективную маршрутизацию.
Для снижения этих рисков необходимо защищать сеансы BGP с помощью таких механизмов, как TCP-AO (TCP Authentication Option) или IPsec. Кроме того, маршрутизаторы должны быть настроены на проверку получаемых ими расширенных сообществ IPv6 Address Specific Extended Communities на соответствие ожидаемым нормам или известным профилям. Реализация тщательного мониторинга и оповещения также позволяет быстро выявлять и устранять любые злоумышленные действия.
Реакция производителей
Понимание того, как реагируют различные производители сетевого оборудования на обнаружение серьезных недостатков в обработке ошибок BGP, необходимо для оценки уровня кибербезопасности и оперативности реагирования экосистемы. Реакция производителей может варьироваться от быстрых и тщательных действий до тревожного отсутствия срочности.
Пример компании Extreme Networks
В качестве примера можно привести компанию Extreme Networks, специализирующуюся на производстве сетевого оборудования, в частности коммутаторов и маршрутизаторов, способных работать со сложными конфигурациями BGP. Получив сигнал о выявленных недостатках в обработке ошибок BGP, компания Extreme Networks продемонстрировала образцовую реакцию.
Компания незамедлительно признала наличие проблемы и начала прозрачный диалог с исследователем безопасности. В течение относительно короткого времени было разработано, протестировано и развернуто исправление, а клиентская база получила подробный бюллетень безопасности с рекомендациями о необходимости применения обновления.
Это резко контрастирует с реакцией некоторых других производителей, которые либо не имели механизмов для эффективного реагирования, либо предпочли не придавать проблеме первостепенного значения, что привело к затяжному периоду уязвимости их клиентов.
Реакция Extreme Networks является примером лучших практик работы с подобными критическими дефектами: оперативное подтверждение, быстрое устранение и проактивная коммуникация с клиентской базой. Такое поведение производителя вселяет уверенность в пользователей и демонстрирует приверженность принципам сетевой безопасности и стабильности.
Примеры из практики
Чтобы в полной мере осознать всю важность правильной обработки ошибок BGP, полезно рассмотреть реальные примеры, когда недочеты приводили к серьезным проблемам. Эти примеры демонстрируют ощутимое влияние неоптимальной обработки ошибок BGP.
Пример 1: Перехват маршрута из-за ошибки AS_PATHLIMIT
В данном случае ошибка в атрибуте AS_PATHLIMIT привела к непреднамеренному перехвату маршрута. Небольшой провайдер в Европе неправильно настроил этот атрибут, что привело к тому, что более крупный оператор неверно интерпретировал информацию о маршруте. В результате значительная часть интернет-трафика была перенаправлена по непредусмотренному маршруту, что вызвало проблемы с задержкой и потерей пакетов в глобальном масштабе в течение нескольких часов.
Анализ: Данный случай показывает, как незначительная на первый взгляд ошибка в BGP может перерасти в глобальную проблему. Ситуация могла бы быть гораздо хуже и привести к злонамеренной эксплуатации, если бы злоумышленник намеренно манипулировал дефектом.
Пример 2: Нестабильность маршрутизации IPv6 из-за ошибки расширенного сообщества IPv6 Address Specific Extended Community
В данном примере ошибка в атрибуте IPv6 Address Specific Extended Community привела к нестабильности маршрутизации в различных сетях с поддержкой IPv6. В число пострадавших сторон вошли крупные сети доставки контента и центры обработки данных, что привело к замедлению загрузки и даже недоступности некоторых IPv6-зависимых сервисов.
Анализ: Этот инцидент подчеркнул важность правильной реализации атрибутов BGP, связанных с IPv6, особенно в условиях продолжающегося роста внедрения IPv6. Он также показывает, что даже новые, более совершенные протоколы не застрахованы от рисков, связанных с неправильной обработкой ошибок BGP.
Пример 3: безразличие поставщика привело к расширению уязвимости
Один из известных сетевых производителей был проинформирован о критическом недостатке в своих механизмах обработки ошибок BGP, но не принял оперативных мер. Это привело к тому, что в течение длительного времени все устройства компании оставались уязвимыми для эксплуатации, что подвергало их клиентов неоправданному риску.
Анализ: Приведенный пример наглядно демонстрирует роль поставщиков в создании или снижении рисков, связанных с дефектами BGP. Безразличие или нерасторопность поставщика может иметь далеко идущие последствия для безопасности и стабильности сети.
Таким образом, эти примеры служат предостережением и подтверждают необходимость создания надежных механизмов обработки ошибок BGP и ответственного поведения поставщиков для поддержания целостности и стабильности глобальных сетевых инфраструктур.
Стратегии снижения рисков
Учитывая критичность BGP для поддержания стабильного и безопасного Интернета, необходимо описать как краткосрочные, так и долгосрочные стратегии устранения недостатков. Эти стратегии направлены на снижение риска использования рассмотренных недостатков и построение более устойчивых сетей.
Краткосрочные меры по устранению недостатков
1. Проверка маршрутов: Внедрить проверку префиксов и путей, чтобы гарантировать, что принимаются только легитимные маршруты.
Технический пример: Использование инфраструктуры открытых ключей ресурсов RPKI (Resource Public Key Infrastructure) для проверки входящих маршрутов.
2. Санирование атрибутов: Отфильтровать или обезвредить атрибуты BGP, которые, как известно, являются проблемными.
Технический пример: Настроить BGP-маршрутизатор на удаление или замену недействительных атрибутов AS_PATHLIMIT или IPv6 Address Specific Extended Community.
3. Оповещения и мониторинг: Настройка систем оповещения об аномальной активности BGP.
Технический пример: Использование такого средства мониторинга, как BGPmon, для получения в реальном времени предупреждений об изменениях маршрутов или подозрительных обновлениях.
Долгосрочные меры по снижению рисков
1. Сотрудничество с поставщиками: Установить более тесные отношения с поставщиками для улучшения обработки ошибок в будущих версиях.
Технический пример: Присоединяйтесь к форумам или сообществам пользователей поставщиков для предоставления обратной связи и определения приоритетности функций, связанных с безопасностью.
2. Безопасность сеансов BGP: Использовать криптографические методы для защиты BGP-сессий между маршрутизаторами.
Технический пример: Реализация BGPsec, расширения BGP, которое обеспечивает криптографическую проверку пути.
3. Сегментация сети: Разделение сети на более мелкие, управляемые сегменты для минимизации последствий неправильной конфигурации или атаки.
Технический пример: Использование таблиц виртуальной маршрутизации и переадресации (VRF) для логического сегментирования маршрутизаторов BGP.
4. Образование и обучение: Постоянно повышать квалификацию сетевых инженеров, отвечающих за конфигурацию BGP.
Технический пример: Участие в программах непрерывного обучения или сертификации, посвященных BGP и сетевой безопасности.
Реализовав эти стратегии, сетевые операторы могут значительно снизить риски, связанные с некачественной обработкой ошибок BGP. Это сбалансированный подход, требующий как немедленных действий, так и долгосрочного планирования для защиты сети от текущих и будущих уязвимостей.
Рекомендации по инструментам
Для обнаружения и устранения дефектов обработки ошибок BGP существует целый ряд специализированных программных и инструментальных средств. Эти средства могут стать незаменимыми в наборе инструментов сетевой безопасности, предлагая широкий спектр функций - от предупреждения до фактического предотвращения.
Средства обнаружения
1. BGPmon: в основном используется для мониторинга маршрутов BGP и в режиме реального времени отправляет предупреждения о любых обнаруженных аномалиях.
Пример использования: Обнаружение неожиданных обновлений или отказов от маршрутов BGP.
2. Quagga/Zebra: Программный комплекс для маршрутизации с открытым исходным кодом, который может быть настроен на регистрацию событий BGP.
Пример использования: Захват необработанных пакетов BGP для последующего анализа.
3. Wireshark: Анализатор сетевых протоколов, позволяющий захватывать и отображать BGP-пакеты для их детального изучения.
Пример использования: Отладка определенных атрибутов или значений BGP для выявления известных недостатков.
Средства снижения рисков
1. Валидаторы RPKI: Такие средства, как Routinator, набор инструментов RPKI от Dragon Research Labs и Cloudflare's RPKI Toolkit, обеспечивают проверку маршрутов на основе RPKI.
Пример использования: проверка легитимности получаемых обновлений BGP.
2. Bird: Демон маршрутизации с открытым исходным кодом, поддерживающий расширенную фильтрацию, что позволяет использовать его для обеззараживания атрибутов BGP.
Пример использования: Фильтрация ошибочных или вредоносных атрибутов AS_PATHLIMIT.
3. Встроенные функции Cisco и Juniper: Как Cisco IOS, так и Juniper Junos предлагают встроенные механизмы для защиты BGP-сессий.
Пример использования: реализация криптографических методов проверки, таких как BGPsec.
4. Коллекторы IPFIX/NetFlow: Такие решения, как SolarWinds или Kentik, обеспечивают комплексный анализ сетевого трафика, который может быть настроен для выявления событий BGP.
Пример использования: Обнаружение аномальных моделей трафика, которые могут быть результатом ошибок BGP.
5. Ansible/Puppet for Networking: Автоматизация конфигураций и откатов, что ускоряет процесс устранения ошибок.
Пример использования: Быстрый откат ошибочной конфигурации BGP на нескольких маршрутизаторах.
Эффективное использование этих инструментов может значительно повысить эффективность обнаружения и минимизации рисков, связанных с ошибками обработки BGP. Задача состоит в том, чтобы построить многоуровневую стратегию безопасности, способную адаптироваться к изменяющимся угрозам и уязвимостям в экосистеме BGP.
Перспективы сообщества
Разговор об обработке ошибок BGP не ограничивается техническими руководствами или отделами кибербезопасности; он привлек внимание отраслевых экспертов и стал предметом оживленных дискуссий в Интернете. Вот взгляд на проблему с точки зрения сообщества:
Цитаты и мнения экспертов отрасли
Джефф Хьюстон (Geoff Huston), главный научный сотрудник APNIC: "BGP - это клей для Интернета, но, как и любой другой клей, он может отклеиться, если не применять его аккуратно".
Доктор Шэрон Голдберг, профессор и исследователь в области кибербезопасности: "BGP был создан в то время, когда все в Интернете знали друг друга. Сегодня все происходит по другому сценарию; мы должны предполагать наличие враждебной среды и планировать соответствующим образом".
Рэнди Буш (Randy Bush), исследователь Internet Engineering Task Force (IETF): "Плохая обработка ошибок BGP - это не просто ошибка, это уязвимость. А уязвимости можно использовать".
Реферат по сетевым дискуссиям или научным работам
Reddit Threads: В ветке Reddit на r/networking обсуждалась подверженность BGP перехватам, и разговор перешел на обработку ошибок. Участники сошлись во мнении, что, несмотря на осведомленность, практические шаги часто запаздывают.
Группы сетевых операторов (NOG): Региональные NOG провели множество семинаров, посвященных безопасности BGP, на которых особое внимание уделялось обработке ошибок. Были представлены различные реальные примеры, подчеркивающие необходимость надежных решений.
Академические доклады: В научных статьях, публикуемых на ведущих конференциях, таких как ACM SIGCOMM и IEEE INFOCOM, стали рассматриваться автоматизированные методы обнаружения и устранения недостатков обработки ошибок BGP. Как правило, в этих работах в качестве решения для динамического обнаружения аномалий в атрибутах BGP используется машинное обучение.
Отраслевые блоги: В блогах сетевых вендоров и компаний, занимающихся вопросами кибербезопасности, стало отмечаться, что обработка ошибок BGP является областью, требующей внимания, и часто предлагаются рекомендации по немедленным мерам по их устранению.
Мнение сообщества отражает сочетание озабоченности, опыта и призыва к действию. Это говорит о том, что, хотя недостатки обработки ошибок BGP обсуждаются на разных уровнях, для обеспечения безопасности магистрали Интернета необходимы конкретные действия.
Рекомендации по ответственному раскрытию информации
Разобраться в тонкостях ответственного раскрытия информации может оказаться непростой задачей даже для опытных специалистов. Основываясь на личном опыте и лучших отраслевых практиках, в следующем разделе мы постараемся дать рекомендации по подходу к этому деликатному процессу.
Личный опыт работы с поставщиками
Мой личный опыт ответственного раскрытия информации был неоднозначным. В то время как некоторые поставщики проявляли инициативу и ценили информацию, другие казались безразличными или не реагировали на нее. Например, при раскрытии информации о существенном недостатке в обработке ошибок BGP один из поставщиков в течение нескольких недель даже не признавал наличие проблемы. В отличие от него, команда безопасности OpenBSD быстро и эффективно выпустила исправление. Этот опыт подчеркивает необходимость структурированного подхода к раскрытию информации, учитывающего такие различия в реакции производителей.
Общие рекомендации по подходу к ответственному раскрытию информации
Первоначальный контакт: При установлении контакта обязательно обращайтесь к поставщику по электронной почте или по защищенному каналу. Предоставьте достаточно информации, чтобы привлечь их внимание, но не настолько много, чтобы уязвимость могла быть немедленно использована.
Последующие действия: Если в течение разумного времени (например, недели) ответа не последовало, следует обратиться за помощью. Также рассмотрите возможность эскалации проблемы по другим каналам, например, через социальные сети, чтобы привлечь их внимание.
Предоставить подробную информацию: После того как поставщик подтвердит свое согласие, предоставьте полный отчет о раскрытии информации, включая шаги по воспроизведению уязвимости, ее потенциальное влияние и любые предлагаемые способы устранения.
Согласовать сроки: Согласуйте с поставщиком сроки устранения проблемы. Отраслевой стандарт - 90 дней, но этот срок может быть гибким в зависимости от серьезности уязвимости.
Публичное раскрытие информации: После устранения проблемы или по истечении оговоренных сроков следует подготовиться к публичному раскрытию информации. Это может означать написание статьи в блоге, выпуск публичного уведомления или выступление на конференции по безопасности.
Альтернативные действия: В случаях, когда поставщик не реагирует на запросы или отказывается устранять проблему, следует обратиться в CERT (Computer Emergency Response Team) или к другим доверенным третьим лицам для посредничества.
Ответственное раскрытие информации - это не просто этическое обязательство, это процесс, требующий усердия, терпения и эффективной коммуникации. Соблюдая эти рекомендации, вы сможете более эффективно управлять этим процессом и тем самым вносить вклад в обеспечение безопасности всего сообщества.
Заключение
Обсуждения и анализ, проведенные в данной статье, показали всю серьезность существующих недостатков в обработке ошибок BGP. Это не просто технические недоработки, а фундаментальные проблемы, угрожающие стабильности, безопасности и эффективности сетевых операций во всем мире. Различия в ответах производителей и реальные примеры того, как эти недостатки могут привести к пагубным последствиям, свидетельствуют о том, что данная тема требует немедленного и всестороннего внимания.
Несмотря на то, что перспективы на будущее, включая грядущие исправления и новые технологии, дают надежду, актуальность текущей ситуации трудно переоценить. Сети - это артерии современной связи и коммерции, и если они будут скомпрометированы, то последствия будут очень серьезными.
В заключение следует отметить, что в условиях растущей взаимосвязи между сетями надежная обработка ошибок в таких критически важных протоколах, как BGP, является не просто передовой практикой, а необходимостью. Игнорирование этих недостатков или откладывание их на второй план может привести к тяжелым последствиям, затрагивающим не только отдельные организации, но и глобальную инфраструктуру Интернета. Время для принятия мер настало; все, что будет сделано в противном случае, окажет негативное влияние на надежное, безопасное и эффективное функционирование сетей по всему миру.
