Securing network applications in software defined networking

Sécurisation des applications réseau dans des réseaux définis par logiciel‏‏ Suite à l'introduction de divers services Internet, les réseaux informatiques ont été reconnus ‏comme ayant joué un rôle essentiel dans la vie moderne au cours du dernier demi-siècle. Le ‏développement rapide et la convergence des technologies informatiques et de communication ‏créent le besoin de connecter divers périphériques avec différents systèmes d'exploitation ‏et protocoles. Il en résulte de nombreux défis pour fournir une intégration transparente ‏d'une grande quantité de dispositifs physiques ou d'entités hétérogènes. Ainsi, les réseaux ‏définis par logiciel (Software Defined Networks, SDN) en tant que paradigme émergent ont ‏le potentiel de révolutionner la gestion des réseaux en centralisant le contrôle et la visibilité ‏globale sur l'ensemble du réseau. Cependant, les problèmes de sécurité demeurent une préoccupation ‏importante et empêchent l'adoption généralisée du SDN.‏‏ Pour identifier les menaces, nous avons effectué une analyse en 3 dimensions pour évaluer ‏la sécurité de SDN. Dans cette analyse, nous avons repris 9 principes de sécurité pour ‏le contrôleur SDN et vérifié la sécurité des contrôleurs SDN actuels avec ces principes. ‏Nous avons constaté que les contrôleurs SDN, ONOS et OpenContrail sont relativement plus ‏sécurisés que les autres selon notre méthodologie d'analyse. Nous avons également trouvé ‏le besoin urgent d'atténuer le problème d'injection d'applications malveillantes. Par conséquent, ‏nous avons proposé une couche d'amélioration de la sécurité (Security-enhancing layer, couche SE) ‏pour protéger l'interaction entre le plan de contrôle et le plan d’application. ‏‏Cette couche SE est indépendante du contrôleur et peut fonctionner avec OpenDaylight, ONOS, ‏Floodlight, Ryu et POX, avec une faible complexité de déploiement. Aucune modification de ‏leurs codes sources n'est requise dans leur mise en œuvre alors que la sécurité globale du ‏contrôleur SDN est améliorée. Le prototype I, Controller SEPA, protège le contrôleur ‏SDN avec l'authentification de l'application réseau, l'autorisation, l'isolation des ‏applications et le blindage de l'information avec un coût additionnel négligeable de moins ‏de 0,1% à 0,3%. Nous avons développé le prototype II de la couche SE, appelé Controller DAC, ‏qui rend dynamique le contrôle d'accès. Le controller DAC peut détecter l'utilisation ‏abusive de l'API en comptabilisant les opérations de l'application réseau avec un coût ‏additionnel inférieure à 0,5%.‏‏ Grâce à cette couche SE, la sécurité globale du contrôleur SDN est améliorée mais avec un ‏coût additionnel inférieure à 0,5%. De plus, nous avons tenté de fournir un framework de ‏déploiement d'application réseau sécurisé pour le contrôleur SDN avec un orchestrateur. ‏Tout d'abord, nous avons sécurisé le contrôleur SDN en utilisant la file d'attente de ‏messages pour remplacer les interfaces populaires actuelles, y compris les RESTful APIs ‏et les APIs internes, à l'aide d'une interface orientée événement décomposable. Avec cette ‏nouvelle interface northbound, l'orchestrateur peut déployer les applications réseau dans ‏le bac à sable(sanbox) avec contrôle des ressources et contrôle d'accès. Cette approche ‏peut efficacement protéger contre les menaces, qui incluent les attaques d'épuisement des ‏ressources (Resource exhaustion attacks) et le traitement des données sur le contrôleur SDN ‏actuel. Nous avons également implémenté une application réseau déployée par l'orchestrateur ‏pour détecter une attaque spécifique à OpenFlow, appelée attaque par contournement de priorité, ‏pour évaluer l'utilité de l'interface norttbound. À long terme, le temps de traitement d'un ‏message packet_in dans cette interface est inférieur à cinq millisecondes mais l'application ‏réseau peut être complètement découplée et isolée du contrôleur SDN.‏‏