A security framework for software-defined networks
Yazılım tanımlı ağlar için bir güvenlik çerçevesi
- Tez No: 882890
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH ALAGÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Yazılım Tanımlı Ağ (SDN), modern dijital hizmetler için çok önemli olan esneklik ve ölçeklenebilirliği sunan dönüştürücü bir teknoloji olarak ortaya çıkmaktadır. SDN, geleneksel ağlardaki güvenlik eksikliklerini gidermek için fırsatlar sunarken, özellikle veri ve kontrol düzlemi iletişimlerinde yeni güvenlik açıklarını da beraberinde getirmektedir. Bu tez, SDN varlıkları (kontrolcüler, anahtarlayıcılar ve uygulamalar) arasındaki veri alışverişini güvence altına almaya odaklanarak bu riskleri azaltmak için bir güvenlik çerçevesi önermektedir. Modelimizde, özel sertifika alanlarından yararlanarak gizlilik, bütünlük, kimlik doğrulama ve yetkilendirme sağlamak için SDN düğümleri arasında Taşıma Katmanı Güvenliği (TLS) etkinleştirilebilir. Ek olarak, entegre bir güvenlik modülü Erişim Kontrol Listelerini (ACL'ler) zorlayarak, TLS yapılandırmasını sertleştirerek ve özel anahtar ele geçirme riskini azaltarak iletişim güvenliğini artırır. Kullanılabilirlik açısından bakıldığında, anahtarların sınırlı akış tablosu kapasitesi tablo doygunluğu saldırılarına yol açmaktadır. Ayrıca, SDN'nin ayrıştırılmış ve katmanlı mimarisi zaman tabanlı parmak izi saldırılarına karşı hassastır. Bunu ele almak için, parmak izi öğrenmek için problama tabanlı ölçümleri kullanan otomatik bir saldırgan aracı sunuyoruz. Bu araç ağ türlerini (SDN veya geleneksel) ayırt edebilir, akış kuralı zaman aşımı değerlerini (sabit ve avare) çıkarabilir, akış tablosu kullanım oranını, boyutunu ve değiştirme algoritmasını belirleyebilir. Bu bilgilerle donanmış olan saldırgan, akıllı tablo doygunluk saldırıları gerçekleştirebilir. Ayrıca, kural zaman aşımlarını rastgele hale getiren ve ağ durumuna göre akış kurallarını proaktif olarak silen hafif bir savunma mekanizması öneriyoruz. Çeşitli ağ koşulları altında gerçekleştirdiğimiz kapsamlı simülasyonlar sayesinde, önerdiğimiz tekniklerin etkinliğini ve farklı senaryolarda üstün başarı oranları elde ettiğimizi gösteriyoruz.
Özet (Çeviri)
Software-Defined Networking (SDN) emerges as a transformative technology, offering the flexibility and scalability crucial for modern digital services. While SDN presents opportunities to address security shortcomings in traditional networks, it also introduces new vulnerabilities, particularly in data and control plane communications. This thesis proposes a security framework to mitigate these risks, focusing on securing data exchange among SDN entities (controllers, switches, and applications). In our model, Transport Layer Security (TLS) can be activated between SDN nodes to ensure confidentiality, integrity, authentication, and authorization, leveraging specialized certificate fields. Additionally, an integrated security module enhances communication security by enforcing Access Control Lists (ACLs), hardening TLS configuration, and mitigating the risk of private key hijacking. From an availability perspective, the limited flow table capacity of switches leads to table saturation attacks. Besides, disaggregated and layered architecture of SDN is susceptible to time-based fingerprinting attacks. To address this, we introduce an automated attacker tool that utilizes probing-based measurements for fingerprinting. This tool can discern network types (SDN or traditional), extract flow rule timeout values (hard and idle), determine flow table utilization rate, size, and replacement algorithm. Armed with this information, the attacker can execute intelligent saturation attacks. Furthermore, we propose a lightweight defense mechanism that randomizes rule timeouts and proactively deletes flow rules based on network status. Through comprehensive simulations under various network conditions, we demonstrate the efficacy of our proposed techniques, achieving superior success rates across diverse scenarios.
Benzer Tezler
- Designing a smart security framework for software defined networks
Yazılım tanımlı ağlar için akıllı güvenlik çerçevesinin tasarlanması
HANİ ELUBEYD
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YILTAŞ KAPLAN
- Yazılım tanımlı ağlar ve nesnelerin interneti temelli akıllı şebekelerde anomali tespiti
Anomaly detection in smart grids based on software-defined networks and the internet of things
HİLAL YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSA BALTA
- A support vector machine-based approach for southbound communication detection in SDN using openflow
Openflow kullanarak SDN'de güney yönlü iletişim tespiti için destek vektör makinesi tabanlı bir yaklaşım
ALİ GÖKHAN AVRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN SEÇİNTİ
- Detection and classifying security attacks in wireless sensor networks
Başlık çevirisi yok
MOHAMMED HASAN HASSOON DARWEESH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiBilişim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER KURNAZ
- Determining maritime cyber security dynamics on the perspective of marine insurance and development of maritime cyber security risk management tool
Denizcilik sigortaları açısından deniz siber güvenlik dinamiklerinin belirlenmesi ve deniz siber güvenlik risk yönetim aracının geliştirilmesi
GİZEM KAYİŞOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN BOLAT