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[11458] 2017-06-14_VM真的比Container更安全吗？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2017-06-14_VM真的比Container更安全吗？ V M 真 的 比 C o n t a i n e r 更 安 全 吗 ？ A l p h a _ h 4 c k   F r e e B u f   2 0 1 7 - 0 6 - 1 4 理 论 上 来 说 ， 是 的 。 但 在 工 作 实 践 中 ， 那 可 就 不 一 定 了 。 写 在 前 面 的 话 写 在 前 面 的 话 我 们 经 常 会 说 ， “ H T T P S 是 安 全 的 ” 或 者 “ H T T P 是 不 安 全 的 ” 。 但 其 实 我 们 想 表 达 的 是 ， “ H T T P S 的 内 容 更 加 难 被 窥 探 到 ” ， “ 这 将 会 让 中 间 人 攻 击 （ M i t M ） 变 得 更 加 困 难 ” ， 或 “ 连 我 外 婆 都 可 以 轻 易 嗅 探 到 H T T P 数 据 ” 。 尽 管 如 此 ， H T T P S 仍 然 有 被 黑 的 可 能 ， 而 且 在 某 些 情 况 下 ， H T T P 已 经 足 够 安 全 了 。 除 此 之 外 ， 如 果 我 在 一 个 支 持 H T T P S 的 常 用 实 现 （ 例 如 O p e n S S L 和 H e a r t b l e e d ） 中 发 现 了 一 个 可 以 利 用 的 漏 洞 ， 那 么 在 漏 洞 被 修 复 之 前 ， H T T P S 将 会 成 为 我 入 侵 目 标 系 统 的 垫 脚 石 。 H T T P S 其 实 是 H T T P 的 安 全 升 级 版 （ 参 考 I E T F R F C ： 7 2 3 0 、 7 2 3 7 和 2 8 2 8 ） ， 但 我 们 也 不 能 百 分 之 百 地 认 定 H T T P S 就 是 安 全 的 ， 而 H T T P 就 绝 对 不 安 全 。 在 安 全 方 面 ， 虚 拟 机 （ V M ） 和 容 器 （ C o n t a i n e r ） 的 定 义 就 没 有 那 么 严 格 了 ， 从 设 计 的 角 度 来 看 ， 在 这 两 者 之 间 没 有 谁 比 谁 更 全 的 说 法 。 因 此 ， 这 也 让 它 们 的 安 全 问 题 更 加 扑 朔 迷 离 了 。 为 什 么 我 会 认 为 为 什 么 我 会 认 为 V M 比 比 C o n t a i n e r 更 加 安 全 呢 ？ 更 加 安 全 呢 ？ 无 论 在 战 争 中 还 是 在 软 件 开 发 中 ， “ 分 而 治 之 ” 的 概 念 都 是 我 们 的 制 胜 法 宝 。 我 们 可 以 将 一 个 非 常 复 杂 的 架 构 拆 分 成 多 个 单 一 架 构 ， 将 复 杂 且 难 以 解 决 的 安 全 问 题 拆 分 成 了 一 个 又 一 个 简 单 的 问 题 ， 而 在 绝 大 多 数 情 况 下 ， 分 步 解 决 小 问 题 往 往 要 比 通 过 一 个 解 决 方 案 来 解 决 所 有 问 题 要 安 全 得 多 。 C o n t a i n e r 就 是 很 好 的 例 子 ， 通 过 将 每 一 个 应 用 都 锁 定 在 它 们 自 己 的 区 域 内 ， 每 一 个 应 用 中 的 漏 洞 与 缺 陷 都 不 会 影 响 到 其 他 容 器 中 的 应 用 。 而 V M 同 样 是 如 此 ， 但 虚 拟 机 在 隔 离 方 面 做 得 更 好 。
如 果 容 器 中 的 应 用 存 在 漏 洞 ， 它 是 不 会 直 接 影 响 到 其 他 应 用 的 ， 这 是 C o n t a i n e r 的 设 计 思 想 。 但 是 ， 这 个 应 用 却 有 可 能 破 坏 整 个 操 作 系 统 ， 进 而 影 响 到 这 个 操 作 系 统 中 的 其 他 容 器 。 在 一 个 共 享 操 作 系 统 之 中 ， 任 何 一 个 应 用 、 容 器 、 以 及 操 作 系 统 实 现 栈 中 的 漏 洞 都 将 会 影 响 整 个 栈 的 安 全 性 ， 并 有 可 能 导 致 物 理 主 机 被 入 侵 。 虚 拟 化 技 术 采 用 的 是 分 层 体 系 结 构 ， 它 可 以 对 每 一 个 应 用 的 执 行 栈 到 底 层 的 硬 件 进 行 结 构 划 分 ， 以 此 来 消 除 共 享 系 统 中 应 用 程 序 相 互 干 扰 的 可 能 性 。 除 此 之 外 ， 每 一 个 应 用 程 序 栈 和 硬 件 之 间 的 接 口 也 有 严 格 的 限 制 以 防 止 被 恶 意 软 件 所 利 用 ， 而 这 种 技 术 也 给 应 用 程 序 提 供 了 更 强 大 的 安 全 保 护 。 V M 管 理 程 序 （ H y p e r v i s o r ） 不 仅 可 以 控 制 G u e s t O S 和 硬 件 之 间 的 交 互 ， 而 且 还 可 以 对 操 作 系 统 进 行 划 分 并 控 制 用 户 的 活 动 。 虚 拟 机 G u e s t   O S 控 制 的 是 用 户 活 动 ， 而 非 硬 件 之 间 的 交 互 行 为 。 应 用 程 序 或 G u e s t   O S 中 的 漏 洞 不 太 可 能 会 对 物 理 硬 件 或 其 他 的 V M 产 生 影 响 ， 当 虚 拟 机 G u e s t   O S 以 及 托 管 容 器 的 操 作 系 统 是 相 同 的 时 候 ， 同 样 的 漏 洞 将 会 影 响 系 统 中 所 有 的 容 器 ， 但 并 不 会 危 及 到 系 统 中 其 他 的 虚 拟 机 。 因 此 V M 会 水 平 分 割 应 用 程 序 ， 并 垂 直 分 割 操 作 系 统 以 及 物 理 硬 件 。 虚 拟 机 开 销 虚 拟 机 开 销 V M 给 我 们 带 来 的 额 外 的 安 全 性 需 要 牺 牲 一 定 的 代 价 。 而 在 计 算 机 系 统 中 ， 控 制 转 移 所 带 来 的 开 销 是 非 常 大 的 。 在 执 行 栈 的 存 储 和 重 置 过 程 中 ， 外 部 操 作 很 有 可 能 需 要 被 挂 起 （ 暂 停 ） 。
G u e s t   O S 和 管 理 程 序 之 间 的 转 换 需 要 消 耗 大 量 的 资 源 ， 而 这 个 过 程 是 经 常 会 发 生 的 。 虽 然 处 理 器 芯 片 中 本 身 就 带 有 特 殊 的 控 制 命 令 ， 但 控 制 转 移 所 带 来 的 开 销 仍 然 会 降 低 虚 拟 机 的 整 体 运 行 效 率 。 效 率 下 降 得 非 常 明 显 吗 ？ 这 就 很 难 回 答 了 。 我 们 可 以 通 过 管 理 “ 控 制 转 移 ” 来 降 低 应 用 程 序 的 开 销 ， 大 多 数 服 务 器 级 处 理 器 现 在 都 可 以 简 化 控 制 转 移 的 整 个 过 程 。 换 言 之 ， 效 率 下 降 的 程 度 取 决 于 应 用 程 序 以 及 服 务 器 的 配 置 ， 但 这 种 额 外 的 开 销 是 永 远 不 可 能 完 全 消 除 的 ， 我 们 只 能 尽 量 减 少 。 虚 拟 机 管 理 程 序 （ 虚 拟 机 管 理 程 序 （ H y p e r v i s o r ） 中 的 漏 洞 ） 中 的 漏 洞 我 们 要 面 对 的 问 题 还 没 那 么 简 单 ， 因 为 虚 拟 机 所 采 用 的 分 层 体 系 结 构 还 会 引 发 另 一 个 麻 烦 ， 那 就 是 虚 拟 机 管 理 程 序 （ H y p e r v i s o r ） 中 的 漏 洞 。 尤 其 是 在 公 共 云 端 上 ， 像 这 样 的 单 点 故 障 将 有 可 能 引 起 一 系 列 潜 在 的 严 重 问 题 。 比 如 说 ， 一 个 黑 客 可 以 在 一 台 虚 拟 机 中 运 行 恶 意 代 码 ， 然 后 控 制 其 他 公 共 云 端 所 托 管 的 应 用 程 序 ， 这 样 一 来 ， 攻 击 者 只 需 要 一 个 漏 洞 就 可 以 黑 掉 一 个 公 共 云 端 中 的 一 系 列 应 用 程 序 了 。
纵 使 是 一 个 坚 如 磐 石 的 系 统 都 仍 然 会 存 在 漏 洞 ， 更 何 况 虚 拟 机 了 。 但 是 厂 商 往 往 都 会 吹 嘘 他 们 的 管 理 程 序 永 远 不 会 出 现 安 全 问 题 ， 他 们 会 说 ： 管 理 程 序 这 么 简 单 ， 而 且 开 发 起 来 也 非 常 容 易 ， 我 们 还 会 对 程 序 代 码 进 行 严 格 的 安 全 审 查 ， 所 以 他 们 绝 对 不 会 出 现 安 全 问 题 。 但 O p e n S S L 的 代 码 肯 定 比 H y p e r v i s o r   要 少 得 多 吧 ？ 那 H e a r t b l e e d 又 是 哪 儿 来 的 呢 ？ 而 且 我 们 要 知 道 ， 虚 拟 机 管 理 程 序 中 的 漏 洞 与 W a n n a C r y 一 样 ， 影 响 绝 对 是 毁 灭 性 的 。 虽 然 管 理 程 序 中 的 漏 洞 在 目 前 为 止 还 没 有 引 发 什 么 严 重 的 安 全 事 件 发 生 ， 但 我 们 可 以 从 常 用 C V E 数 据 库 中 看 到 ， 很 多 研 究 人 员 早 就 发 现 了 大 量 可 以 利 用 的 H y p e r v i s o r 漏 洞 了 ， 不 过 H y p e r v i s o r 的 开 发 人 员 和 厂 商 都 能 够 及 时 修 复 其 中 的 漏 洞 ， 这 一 点 是 我 们 应 该 感 到 欣 慰 的 。 总 结 总 结 虽 然 虚 拟 机 也 有 这 样 那 样 的 问 题 ， 但 我 依 然 坚 信 虚 拟 机 的 安 全 性 比 容 器 要 高 得 多 。 尽 管 如 此 ， 我 们 还 是 要 带 着 批 判 的 眼 光 来 看 到 虚 拟 机 系 统 的 安 全 性 问 题 。 *   参 考 来 源 ： N e t w o r k W o r l d ，   F B 小 编 A l p h a _ h 4 c k 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 阅 读 原 文
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