RPKI – защищаем BGP маршрутизацию

Корпоративные сети →Протоколы и стандарты

RPKI – защищаем BGP маршрутизацию

Secure BGP

Июль 22, 2021 Мерион Нетворкс

7 минут

Когда читаете данную статью, браузер подключается к провайдеру (или ISP) а пакеты, отправленные с компьютера, находят путь до сервера, на котором размещен этот веб-сайт. BGP (Border Gateway Protocol, протокол граничного шлюза) решает, по какому пути следует идти пакетам.

Если маршрутизатор не работает или слишком нагружен, пакеты проходят по другому маршруту. BGP по умолчанию принимает объявленные маршруты от других соседей BGP. Нет объявления о пути или владельце, что оставляет серьезную проблему безопасности.

В этой статье описывается протокол RPKI, как решение для безопасной маршрутизации BGP.

Что такое BGP?

Протокол BGP – основной протокол, который используется для обмена маршрутами в Интернете. Пакеты передаются по всему миру децентрализованным образом с автоматизированной маршрутизацией. По мере передачи данных с одного маршрутизатора на другой информация перемещается ближе к пункту назначения.

Каждый маршрутизатор поддерживает локальную таблицу наилучших путей для каждой группы префиксов IP-адресов. AS (Autonomous System - автономная система) владеет группами префиксов и определяет, как происходит обмен маршрутизацией. Каждая AS имеет уникальный идентификатор (Number), и протокол BGP определяет, как автономные системы обмениваются информацией о маршрутах.

Каждый ASN (Autonomous System Number) объявляет префиксы, по которым он может доставлять данные. Например, AS отвечающая за подсеть 1.0.0.0/8, будет передавать этот префикс соседям и другим провайдерам.

Недостатки BGP

Прием маршрута BGP зависит от проектирования ISP. Сложно принять во внимание все сценарии: ошибки ввода, ошибки автоматизации или злой умысел - это лишь некоторые примеры проблем, которые трудно предотвратить. В конечном счете, суть проблемы заключается в том, что нет никакого видения того, кто должен объявлять маршрут или кто настоящий владелец.

Угоны префиксов равной длины

Угон префикса равной длины происходит, когда тот, кто не является владельцем, объявляет об этом же префиксе. Например:

Исходная AS отправляет данные, предназначенные для 1.0.0.0/8
AS назначения объявляет 1.0.0.0/8
Другая AS также объявляет 1.0.0.0/8

В случае объявления равной длины BGP должен выбрать маршрут. Решение сводится к конфигурации AS.

Источник AS замечает небольшое падение трафика. Падение трафика является обычным явлением, которое может произойти по любому числу причин. За счет этого угон BGP остается незамеченным.

Угон определенного префикса

Захват определенного префикса происходит, когда злонамеренный ASN объявляет более конкретный префикс. Оба префикса добавляются в таблицу маршрутизации BGP, но более конкретный адрес выбирается в качестве наилучшего пути к сети.

Например:

Источник отправляет данные, предназначенные для 1.0.0.0/8
AS назначения объявляет 1.0.0.0/8
Другая AS объявляет более конкретный 1.2.3.0/24

Поскольку 1.2.3.0/24 лучше соответствует, все данные в диапазоне 1.2.3.0 поступают в нелегитимную сеть.

Что такое RPKI?

RPKI (Resource Public Key Infrastructure) - уровень безопасности в протоколе BGP, обеспечивающий полное криптографическое доверие владельцу, где последний имеет общедоступный идентификатор. В BGP понятия владельца не существует. Любому разрешается анонсировать лучший маршрут, будь то злонамеренно или случайно.

RPKI основан на существующем стандарте PKI - RFC6480. Существует много ссылок на существующие методологии криптографии для безопасной связи.

Почему RPKI важен?

Инфраструктура открытого ключа ресурсов делает BGP более безопасным и надежным. Из-за особенностей работы BGP, уязвимость интернета является систематической проблемой. С ростом Интернета последствия заметнее.

Маршрутизация информации в небольшую сеть создает перегрузку. Вредоносная маршрутизация доставляет конфиденциальную информацию не туда. Ошибки BGP могут привести к мошенничеству и крупномасштабным сбоям. Известны следующие случаи:

Amazon - маршрут 53 BGP угнал DNS Amazon для кражи криптовалют.
Google - неправильная настройка фильтрации BGP во время обновления маршрутизировал весь трафик в Китай, Россию и Нигерию.
Mastercard, Visa и крупные банки - произошла утечка 36 префиксов платежных услуг.
YouTube - Попытка заблокировать сайт YouTube в Пакистане в итоге положила его.

Какую форму защиты предлагает RPKI?

Проблемы BGP возникают по многочисленным причинам:

Нет надежного плана обеспечения безопасности
Ошибки перераспределения
Опечатки
Преступное намерение

Наиболее распространенным фактором является человеческая ошибка.

Криптографическая модель RPKI обеспечивает аутентификацию владельца через открытый ключ и инфраструктуру сертификатов без наличия в них идентифицирующей информации. Сертификаты добавляют уровень сетевой безопасности к префиксам IPv4 и IPv6. Сертификаты RPKI продлеваются каждый год. HTTP использует аналогичное шифрование для защиты веб-страниц.

Хотя весь путь не защищен, RPKI проверяет идентичность источника и предоставляет способ подтвердить, что они являются теми, кем они являются. RPKI является шагом в обеспечении безопасности в маршрутизации BGP, где мы знаем происхождение входящей информации и кто владеет каким пространством.

Широкое распространение делает его еще более эффективным в предотвращении угонов в целом.

Как работает RPKI?

RIR (Regional Internet Registry) обеспечивает корневое доверие в модели криптографии RPKI. IANA (Internet Assigned Numbers Authority) является частью ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), которая владеет адресными пространствами IPv4 и IPv6.

IANA распределяет порции IP пространства для RIR. Локальные RIR затем распределяют пространство IP для сетей, которые далее распределяют для сетей меньшего размера. Этот путь создает доверенную цепочку в сертификатах подписи. Регионы RIR делятся на пять географических районов:

ROA

Заключительной частью цепочки является ROA (Route Origin Authorization - авторизация источника маршрута). ROA представляет собой простой документ с двумя частями информации:

Какой маршрут и максимальная длина.
AS, объявившая маршрут.

Например, если AS65005 объявляет маршрут в диапазоне от 1.0.0.0/8 до 1.0.0.0/12, ROA содержит область и идентификатор AS65005, проверяя, кто является реальным владельцем информации с полным доверием.

Каждая ROA специфична для каждого из существующих RIR.

Как развертывается RPKI?

"P" в RPKI означает, что сертификаты и ROA доступны в публичных (public) хранилищах. Эта информация используется для формирования списков префиксов, которые относятся к конкретному ASN.

Подписи сертификатов и срок действия ROA проверяются каждой сетью независимо. Если какой-либо из следующих ошибок завершается неуспешно, ROA игнорируется:

Дата начала или дата окончания ROA и привязки сертификатов к корню находятся в прошлом или будущем.
Любая из подписей недействительна или отозвана.

Все ROA, которые прошли тест сохраняются в списке проверенных. Фильтр генерируется и выгружается на маршрутизаторы на основе проверенного списка кэша. Маршрутизаторы проверяют объявления BGP через фильтр и получает один из трех результатов:

Действительное - ROA присутствует. Длина префикса и номер AS совпадают.
Недопустимое - присутствует ROA. Длина префикса или номер AS не совпадают.
Не найдено или неизвестно - ROA отсутствует.

Маршрутизатор действует на основе состояния префикса, сгенерированного фильтром.

Подпись префиксов

RIR предлагают онлайн-инструменты для подписи префиксов. При этом префикс и длина префикса связываются с AS. После подписания префикса другие пользователи, реализовавшие проверку RPKI, могут проверить префиксы.

Подписание сертификата предотвращает захват префиксов (намеренно или непреднамеренно). Подписанные сертификаты являются ядром ROA. RPKI не предлагает проверки пути, и атаки «человек в середине» по-прежнему возможны.

Проверка префиксов

Реализация проверки зависит от сведений о сети. Общие шаги при настройке сети для проверки префиксов:

Установка средств проверки RPKI - программное обеспечение, которое извлекает данные RPKI из всех реестров маршрутизации Интернет (IRR) и проверяет подписи.
Настройка проверки на пограничных маршрутизаторах с помощью средства проверки маршрута - маршрутизаторы заполняют кэш проверки комбинациями проверенных префиксов, длин префиксов и исходных ASN.
Реализация фильтров BGP для внешних сеансов BGP - добавление политики для всех сеансов BGP (одноранговых, транзитных и клиентов) для отклонения любого префикса, который является недопустимым с точки зрения RPKI.

Заключение

RPKI предлагает дополнительный уровень в защите BGP маршрутизации. Большинство маршрутизаторов имеют встроенные возможности проверки и развертывания RPKI.