Lock in $30 Savings on PRO—Offer Ends Soon! ⏳
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
セキュアVMを実現する仮想マシンモニタ「BitVisor」
Search
Takahiro Shinagawa
March 24, 2009
Technology
0
14
セキュアVMを実現する仮想マシンモニタ「BitVisor」
第3回セキュアVMシンポジウム
Takahiro Shinagawa
March 24, 2009
Tweet
Share
More Decks by Takahiro Shinagawa
See All by Takahiro Shinagawa
Single-VM Virtualization ~ 最新技術と研究動向 ~
utshina
0
11
クライアント向け仮想化ソフトウェア BitVisor のクラウドへの応用
utshina
0
14
ASPLOS 2012 出張報告
utshina
0
9
ディペンダブルなクラウド環境を支えるクライアント仮想化技術
utshina
0
7
セキュアVM「BitVisor」のアーキテクチャ概要
utshina
0
84
セキュアVMのアーキテクチャ概要
utshina
0
7
Other Decks in Technology
See All in Technology
AWS re:Invent 2025で見たGrafana最新機能の紹介
hamadakoji
0
420
Haskell を武器にして挑む競技プログラミング ─ 操作的思考から意味モデル思考へ
naoya
6
1.6k
AI時代のワークフロー設計〜Durable Functions / Step Functions / Strands Agents を添えて〜
yakumo
3
430
Strands Agents × インタリーブ思考 で変わるAIエージェント設計 / Strands Agents x Interleaved Thinking AI Agents
takanorig
2
210
子育てで想像してなかった「見えないダメージ」 / Unforeseen "hidden burdens" of raising children.
pauli
2
280
Microsoft Agent 365 についてゆっくりじっくり理解する!
skmkzyk
0
380
AWSを使う上で最低限知っておきたいセキュリティ研修を社内で実施した話 ~みんなでやるセキュリティ~
maimyyym
2
1.8k
ウェルネス SaaS × AI、1,000万ユーザーを支える 業界特化 AI プロダクト開発への道のり
hacomono
PRO
0
140
文字列の並び順 / Unicode Collation
tmtms
3
610
AWS re:Invent 2025~初参加の成果と学び~
kubomasataka
0
120
エンジニアリングをやめたくないので問い続ける
estie
2
1.2k
AWS Security Agentの紹介/introducing-aws-security-agent
tomoki10
0
310
Featured
See All Featured
Facilitating Awesome Meetings
lara
57
6.7k
The Web Performance Landscape in 2024 [PerfNow 2024]
tammyeverts
12
980
BBQ
matthewcrist
89
9.9k
The Invisible Side of Design
smashingmag
302
51k
4 Signs Your Business is Dying
shpigford
186
22k
Performance Is Good for Brains [We Love Speed 2024]
tammyeverts
12
1.3k
CoffeeScript is Beautiful & I Never Want to Write Plain JavaScript Again
sstephenson
162
16k
The Success of Rails: Ensuring Growth for the Next 100 Years
eileencodes
47
7.9k
Statistics for Hackers
jakevdp
799
230k
Fight the Zombie Pattern Library - RWD Summit 2016
marcelosomers
234
17k
Making Projects Easy
brettharned
120
6.5k
Imperfection Machines: The Place of Print at Facebook
scottboms
269
13k
Transcript
2009年3月24日(火) 第3回セキュアVMシンポジウム 筑波大学 講師 品川高廣
1.セキュアVMについて ▪ 背景,アプローチ,機能,利用イメージ 2.仮想マシンモニタ「BitVisor」について ▪ 構成,前提条件,設計方針,アーキテクチャ,利害得失 3.BitVisorの現状と今後について
▪ 各種機能の実装状況,各種デバイスへの対応状況など 2009/3/24 2
1.セキュアVMについて 2009/3/24 3
「デスクトップ環境」からの情報漏洩 ▪ ストレージ経由(PC本体・USBメモリの紛失・盗難,…) ▪ ネットワーク経由(ウィルス感染,ファイル交換ソフト,…) 「きわどい」情報の漏洩 ▪ 自衛隊,官公庁,教育機関,病院,銀行,…
なくならない情報漏洩事件 ▪ 現在でも月平均「10件以上」発生※ ※Security NEXT 「個人情報漏洩事件一覧」より算出 2009/3/24 4
強力なセキュリティ ▪ たとえOSが乗っ取られても大丈夫 OSからは完全に隔離された環境で動作 強制的なセキュリティ ▪ 勝手に無効に出来ない
「ユーザ任せのセキュリティはやめたい」 (山口内閣官房情報セキュリティ補佐官談) 持続的なセキュリティ ▪ 仮想マシンモニタは脆弱性が少ない セキュリティアップデートの手間が軽減 2009/3/24 5 ハードウェア 仮想マシンモニタ セキュアVM OS
ストレージ経由での情報漏洩 HDDやUSBメモリを強制的に暗号化 ▪ 暗号鍵はICカードに格納 ▪ ICカードが無いと情報を解読不能 ネットワーク経由での情報漏洩
ネットワーク通信を強制的に暗号化 ▪ 暗号鍵(秘密鍵)はICカードに格納 ▪ 接続先を特定のサーバに強制 2009/3/24 6
ログイン ICカードをセットする PINを入力する システムの起動 暗号化が解除される
VPNが接続される ログアウト OSを停止する ICカードを抜く 2009/3/24 7 IC Card VPN サーバ IC Card カード リーダ PIN: ****
2.仮想マシンモニタ 「BitVisor」について 2009/3/24 8
セキュアVM(仮想マシン) ストレージ管理 ▪ HDD・USBメモリの暗号化 ネットワーク管理 ▪ IPSecでVPN接続
ID管理 ▪ ICカードで認証・鍵管理 VMMコア ▪ CPU・デバイスの仮想化 ▪ アクセス制御 VMM(仮想マシンモニタ) ハードウェア ゲストOS ネットワーク管理 ストレージ管理 ID 管理 認証 鍵管理 VPN 暗号化 VMMコア CPU・デバイス仮想化,アクセス制御 2009/3/24 9
Windowsが動作すること ゲストOSは変更しない 実運用を視野に入れること 政府機関での使用,オープンソース公開 開発期間・コストは限定的
約2年半弱,研究員5名, 2009/3/24 10
VMMを出来るだけ小さくシンプルにする VMM自身のセキュリティ向上に有効 ▪ バグの数はコード行数に比例して増加する OSが1つ(Windows)動作すればよい ターゲットはデスクトップ(オフィス環境)
▪ Windows 上でOffice などのアプリケーションが動作すれば十分 対応デバイスは限定してよい オフィス環境で必要なものに絞ってサポート ▪ HDD, USBメモリ, CD-R/DVD-R, ネットワーク, … 2009/3/24 11
基本はI/Oをパススルー ▪ ゲストOSがデバイスを直接制御 最小限のI/Oを監視・変換 制御I/Oの監視 ▪ デバイスの状態把握
▪ VMMに対するアクセス制御 データI/Oの変換 ▪ ストレージ・ネットワーク暗号化 VMM ハード ゲストOS デバイス 2009/3/24 12 デバイスドライバ 準パススルー ドライバ 監視 変換 制御I/O データI/O セキュリティ 機能
セキュリティ向上 VMM自身の安全性が向上する ▪ VMMのサイズ削減・シンプル化できる 性能・完成度向上 仮想化のオーバーヘッドを削減できる
▪ ゲストOSのデバイスドライバを活用できる 開発コストの削減 0からの開発が現実的なコストで可能になる ▪ デバイスドライバの数を限定できる 既存の環境との親和性 既存のシステムに追加する形でインストール可能 ▪ ユーザの追加操作は必要最小限にできる 2009/3/24 13
複数ゲストOSは同時に稼働しない デスクトップ環境だから許容される ▪ Windowsがセキュアな環境で動作させることが目的 デバイスごとにドライバが必要 通常のドライバよりは小さい
監視対象のデバイスの分だけ用意すればよい 2009/3/24 14
2009/3/13 15 Host OS VMM ゲストOS ゲストOS VMM ゲストOS ゲストOS
デバイスドライバ デバイスドライバ デバイスモデル VMM Domain 0 ゲストOS デバイスドライバ リソース管理 抽象化層 デバイスモデル ハードウェア ハードウェア ハードウェア リソース管理 リソース管理 デバイスモデル Type II VMM Type I VMM (Hypervisor) Xen ~200KLOC (VMWare ESX Server) ~100KLOC+Domain 0 VMM ゲストOS 準パススルードライバ ハードウェア セキュリティ管理 BitVisor ~30KLOC+Small drivers
起動時のみに必要な処理を補助 専用ゲストOS(Linuxベース)を起動 ▪ PIN入力,ICカードアクセス,暗号鍵読み込み,設定読み込み VMMに情報受け渡し後,本来のゲストOSを起動 ▪ ヘルパーOSは終了処理の後,消去
2009/3/24 16 BitVisor ハードウェア ヘルパーOS PIN:**** BitVisor ハードウェア ゲストOS
3.BitVisorの現状と課題 2009/3/24 17
VMMコア CPU (Intel, AMD) ストレージ管理 暗号化,
HDD, CD-R/DVD-R, USBメモリ ID管理 ICカード,PIN認証 ネットワーク管理 IPsec (IPv4, IPv6),NIC (Intel, Realtek) 2009/3/24 18
仮想マシンモニタ機能 OSに頼らないセキュリティの実現 ▪ I/Oの横取り機能など VMM自身の保護 ▪ OSが乗っ取られてもセキュリティ機能を堅持
開発状況:実装済み(約3万行) Intel VTプロセッサで動作可能 ▪ マルチコア,64bit対応 ▪ AMD SVMでも試作版が動作 各種OSが動作可能 ▪ Windows Vista/XP, Linux, FreeBSD, … 2008/9/26 19
ストレージ・データの暗号化機能 紛失・盗難時の情報漏洩防止 ▪ ICカード内に格納された鍵が必要 マシン間・部署間での情報共有 ▪ ICカード内に鍵を持つ人のみアクセス可能
開発状況:実装済み AES-XTS方式(256bit)により暗号化 ▪ IEEEで標準化されたストレージ暗号化方式 2008/9/26 20
ハードディスク(ATA) 開発状況:実装済み ▪ AHCI対応は今後の課題 CD-R/DVD-R(ATAPI) 開発状況:近日公開予定
USBメモリ UHCI(USB1.1):実装済み EHCI(USB2.0):近日公開予定 ▪ OHCI対応は今後の課題 2008/9/26 21
ICカード(Type B)の管理 暗号鍵の管理 ▪ 起動時の鍵読み込み 認証 ▪
起動時のPIN認証,VPN接続先認証 開発状況:実装済み PIN認証,鍵の読み出し 接触型/非接触型ICカードリーダで動作 2008/9/26 22
VPNによるネットワーク接続 ネットワークの暗号化 ▪ 通信を盗聴されない 接続先の認証 ▪ 勝手にインターネットに接続させない
開発状況: VPN(IPsec): 実装済み(IPv4, IPv6) ▪ パスワード認証,証明書認証 NICドライバ: ▪ Intel PRO/100, PRO/1000: 実装済み ▪ Realtek RTL8169: 近日公開予定 2008/9/26 23
AHCI OHCI 無線LAN IEEE1394 PCカード
2009/3/24 24
ストレージ管理 AES-XTS(256bit)による暗号化 ATA, USBメモリ(USB1.1)に対応 ▪ CD-R/DVD-R, USB2.0
は近日対応 ID管理 起動時のPIN認証,暗号鍵の格納,VPN認証 ICカード(Type B)に対応 ▪ パスワード認証などの対応も検討中 ネットワーク管理 IPsec(IPv4, IPv6)対応 Intel PRO/100, PRO/1000対応 ▪ Realtek 8169は近日対応 2009/3/24 25
メンテナンス体制の構築 メーリングリスト(
[email protected]
,
[email protected]
) 内閣官房情報セキュリティセンターへの期待 ▪ NISC内部での実運用,関係省庁への導入
サポート企業登場への期待 各種管理機能との連携 リモート管理(Intel vProなど) ICカード発行管理 未対応デバイスへの対応 AHCI, OHCI, 無線LAN, IEEE1394,PCカード,… 2009/3/24 26
セキュアVMについて 情報漏洩を防止する仮想マシン ▪ ストレージとネットワークの暗号化 BitVisorについて 準パススルー型仮想マシンモニタ
▪ 仮想マシンモニタのサイズを小さく出来る BitVisorの現状と課題 ストレージ管理 ID管理 ネットワーク管理 2009/3/24 27
セキュアVMプロジェクト http://www.securevm.org/ ビットバイザー http://www.bitvisor.org/ BitVisor 1.0 近日公開予定 2009/3/24 28