Offloading real-time DDoS attack detection to programmable data planes

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Lapolli, Ângelo Cardoso
• Orientador(a): Gaspary, Luciano Paschoal
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Redes : Computadores; Seguranca : Redes : Computadores
• Palavras-chave em Inglês: Network Security; Programmable Data Planes; DDoS Attacks
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/204658

Nos últimos anos, ataques distribuídos de negação de serviço vêm crescendo tanto em frequência quanto em volume de tráfego com surtos atingindo taxas da ordem de terabits por segundo e compremetendo a disponibilidade de infraestruturas supostamente resilientes (e.g., DNS e hospedagem Web na nuvem). Na prática, as soluções de detecção existentes valem-se de uma combinação de mecanismos, como amostragem de pacotes e transmissão dos dados coletados a um software externo, que dificulta a obtenção de uma boa relaçao entre acurácia (maior é melhor), consumo de recursos e latência (menor é melhor). Planos de dados programáveis emergem como uma abordagem promissora para ajudar a cumprir esses requisitos, visto que dispositivos comutadores de pacotes podem ser configurados para executar algoritmos e examinar o tráfego em velocidade de linha. Neste trabalho, exploramos primitivas em P4 a fim de projetar um mecanismo de inspeção de tráfego com baixa granularidade, baixo consumo de recursos e baixa latência para a detecção de ataques distribuídos de negação de serviço em tempo real. A nossa proposta – a primeira a ser completamente implementada em plano de dados – contribui para lançar luz sobre os desafios da implementação de lógica de segurança sofisticada nesse contexto, dado que, para operar a altas taxas de transferência, a inspeção (e o processamento em geral) de pacotes está sujeita a um orçamento de tempo reduzido (dezenas de nanossegundos) e um espaço de memória limitado (da ordem de dezenas de megabytes). Nós avaliamos o mecanismo proposto usando capturas de pacotes da CAIDA. Os resultados mostram a detecção de ataques exclusivamente a partir do plano de dados com alta acurácia (98,2%) e baixa latência ( 250 ms) mantendo o consumo de recursos reduzido (dezenas de kilobytes de SRAM por link de 1 Gbps e poucas centenas de entradas TCAM).