混沌工程实践分享：整合信息安全和DevOps

在柏林召开的O’Reilly Velocity 2019大会上，来自Capsule8的Kelly Shortridge做演讲介绍了使用混沌工程助力DevOps文化中集成信息安全。Shortridge在演讲中指出，“D.I.E.三合体”是从设计上构建信息安全的很好方式，即分布性（Distributed）、不变性（Immutable）和暂态性（Ephemeral）。用户可使用D.I.E.三角去持续提高攻击的代价。

D.I.E.三合体是一种面对性能和安全威胁时，有效保持系统弹性和恢复的能力。三合体旨在提高系统安全的质量水准，进而有助于信息安全在DevOps中的集成。Shortridge强调，信息安全业界数十年来一直秉持通过设计构建安全的理念。D.I.E.三合体支持团队在工作中构建可靠系统，是一种组织上友好的方式。

在“D.I.E.”中，“D”是分布性（Distributed）的首字母缩写，意味将DoS等服务中断的影响最小化。“I”表示不变性（Immutable），意味着更易于逆向检测发现系统更改。“E”表示暂态性（Ephemeral），即用户尽量将攻击者可见的资产价值降低至近乎零。这些属性使得混沌安全原则有助于从设计上构建安全系统。设计的出发点，是企业必须对安全控制失败形成相应的预案。因此，企业必须具备对安全事件的响应能力，而非避免安全事件的发生。

Shortridge建议，使用游戏日（game day）方式演练存在于安全环境中的潜在风险方案。她进一步建议，使用拟生产环境去更好地了解复杂系统中的运作方式。Shortridge建议，从简单测试着手，进而逐渐增加复杂度。例如，构建网络钓鱼或SQL注入这样可在用户实操环境中有效运行的测试。

Shortridge在演讲中谈及分布式系统，指出多区域服务（multi-region service）是一种可误导攻击者的方法。团队基于有效的负载平衡，可快速地重新部署服务，更改服务的提供形式和设置等具体内容。例如，混淆和定期更改IP区块。另一方面，如果团队使用了服务网格，可通过网格配置迫使攻击者提升获取访问和修改访问控制的权限。例如，需要访问IP表这一层。这样做，可最终更改攻击者的内网漫游（lateral movement）和资源间跳转的方式。

Shortridge随后介绍了如何在不可变架构中持续应用混沌安全原则。因为磁盘是临时存储，攻击者无法在本地磁盘上可靠地存储数据，进而造成数据泄露（Exfiltration）。磁盘信息正如Martin Fowler提出的，像凤凰涅槃一样定期被替换。

不可变系统目前是限制团队以任何方式编写或修改系统。确保不变性包括测试未经授权的更改，并确保检测到此类事件并可回滚。用户可以抢先关闭正遭受攻击的特定实例，这些实例进而将在其他位置重新生成；也可以抢先关闭并重新初始化实例，例如重启发生稍许内存泄漏的应用，以解决潜在的性能问题。

Shortridge提出，一个随时可停止服务的基础架构对于攻击者而言无疑是一场噩梦，因为服务存续具有极大的不确定性。例如，彻底限制Shell对服务器的访问。一旦禁用了shell程序的访问，那么攻击者很难不留痕迹地访问或修改服务器。

Shortridge最后介绍了D.I.E.三合体中的“E”，即暂态性。大多数安全漏洞都是与状态相关的。如果用户不再依赖于状态，那么就可避免出现错误和漏洞。暂态性降低了攻击者在系统中持久存留的能力，避免依赖于持久性存储，最小化攻击者有机会窃取数据的窗口。

暂态混沌测试中可涉及确认系统已不再接受过期资源。例如，测试中可以更改API令牌，模拟浏览器中的“退出所有会话”功能。然后通过注入旧API令牌，用户可以确认API是否仍在接受过期令牌。最终确保验证过程有效，应用预期不会使用旧令牌，否则就不符合暂态性了。

Shortridge在总结演讲时提出，混沌弹性系统原生支持信息安全。要实现信息安全从筒仓模型向嵌入SDLC全周期的演变，必须将责任和问责统一起来，正如DevOps是如何将开发（Dev）和运维（Ops）统一起来的那样。

原文链接：

How to Integrate Infosec and DevOps Using Chaos Engineering