Virtualization by Security A novel antivirus for personal computers Università degli Studi di Bergamo Corso di Laurea Specialistica In Ingegneria Informatica Balduzzi Marco Sessione straordinaria, 2 Marzo 2007

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 2 Descritta in letteratura dal paradigma C.I.D. Confidenzialità: offrire l’accesso ai dati e alle risorse e soltanto a chi ne ha l'autorità; Integrità: permettere la modifica dei dati e delle risorse alle persone autorizzate e in modo consistente; Disponibilità: garantire l’accesso assicurato e tempestivo ai dati e alle risorse di cui si dispone il permesso. Sicurezza Informatica

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 3 I convenzionali meccanismi di protezione vengono alterati ed evasi da: gli stessi utenti del sistema (anche involontariamente, »personal firewall e antivirus / wireless hot-spot) intrusi esterni software pericoloso (virus e malware) … sono talvolta inefficaci (VPN) Furti e perdite compromettono la confidenzialità delle informazioni Le ragioni della sfida

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 4 Creazione di una versione “virtuale” dell’hardware per poter eseguire contemporaneamente più sistemi operativi su uno stesso sistema Applicazioni riduzione dei costi attraverso l’aggregazione delle risorse (mainframe server consolidation) test di software particolare (driver, firmware, kernel) implementazione di sistemi esca (honeypot) … Il concetto di Virtualizzazione

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 5 Server consolidation – L’approccio tradizionale

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 6 La soluzione Uso della virtualizzazione per separare i meccanismi di sicurezza dal sistema utente in un sottosistema isolato Protezione e amministrazione sicura delle funzionalità di sicurezza Applicazione rigida delle politiche di sicurezza Sicurezza trasparente al sistema utente Miglioramento delle soluzioni di protezione convenzionali (disk encryption) Ulteriori servizi di sicurezza (controllo dei dispositivi rimuovili) Infrastruttura di gestione omogenea e integrata

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 7 Security by Virtualization – Il nuovo paradigma

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 8 Security by virtualization – Decentralizzazione

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 9 Mettiamo in sicurezza l’Antivirus

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 10 Tre tipologie di Antivirus On-access scan: scansione in tempo reale dei file acceduti Network scan: scansione automatica delle connessioni di rete; comprese le VPN, alcuni protocolli crittografici (https) e su dispositivi rimuovibili (wireless, UMTS..) Image scan: scansione del sistema utente e protezione copie di backup

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 11 On-access scan

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 12 Problematiche affrontate (1) Efficiente sincronizzazione tra cache dell’antivirus, file-system sistema-utente e contenuto del disco Cache veloce: struttura dati ad albero bilanciato (AVL). Sovraccarico di bilanciamento compensato da un miglioramento del 70% nella gestione di dati non casuali (accessi ripetitivi e sequenziali)

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 13 Problematiche affrontate (2) Algoritmo veloce: flag di modifica dei file / singoli blocchi, “preload” della cache con strutture dati ricorrenti (file di avvio), scansione di file significativi per estensione (no metadata) o sorgente (dispositivi) Cache efficiente: ricostruzione del contenuto solo quando necessario (reverse engineering dell’NTFS) Antivirus efficiente in termini di memoria e affidabilità

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 14 Network scan

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 15 Image scan Il sistema operativo dell’utente è un file immagine (ISO) della macchina virtuale In formato semplice corrisponde alla struttura di un normale hard- disk (partizione C: inizia al 63° settore) Accesso al contenuto in lettura e scrittura per mezzo dei driver LINUX Fat32 e NTFS-3G Scansione offline evita problemi quali incompletezza di scansione (contenuto desincronizzato) corruzione file-system durante scrittura

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 16 Disk encryption (1) Impedire il furto di informazioni in caso di furti e smarrimenti Protezione globale: “secureOS” e Sistemi Utente Crittografia trasparente al Sistema Utente Crittografia forte: AES128 in modalità CBC-ESSIV Autenticazione pre-boot: password, token hardware Gestione centralizzata delle credenziali (recupero facile)

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 17 Disk encryption (2)

2 Marzo 2007 – Facoltà di Ingegneria, Dalmine (BG) Slide 18 Conclusioni Virtualizzazione quale approccio innovativo alle sfide della sicurezza informatica Un nuovo modello di antivirus garantisce una più efficiente e affidabile protezione contro le crescenti minacce di virus e malware Le convenzionali soluzioni di sicurezza traggono evidenti vantaggi dal proposto modello di virtualizzazione Nuovi efficaci meccanismi possono essere rapidamente sviluppati.