Cybersicherheit am Edge der verteilten Cloud neu definiert – mit KI und Echtzeit-Telemetrie

F5-Ökosystem | 01. November 2021


Die sich wandelnde Anwendungslandschaft bringt neue Angriffsflächen und Sicherheitsrisiken mit sich

Die digitale Transformation und die Einführung von Cloud-Technologien schreiten rasant voran. Im Zuge der digitalen Transformation sind Anwendungen zum Lebensnerv von Unternehmen geworden. Während sich Unternehmen an die übergreifenden Trends anpassen, die uns alle betreffen, und die Modernisierung ihrer Anwendungen vorantreiben, entwickeln sich Anwendungsarchitekturen hin zu einem API-First-Ansatz, einer auf Microservices basierenden Struktur und einer starken Abhängigkeit von Automatisierung und Orchestrierung.

Angreifer nutzen diese sich schnell verändernde Anwendungslandschaft mit neuen Angriffsmethoden aus, um die dadurch entstandenen Angriffsflächen zu kompromittieren. Im Gegensatz zu den bisherigen Sicherheitsbedrohungen, mit denen Unternehmenskunden konfrontiert waren, sind diese neuen Angriffskategorien hochgradig organisiert und finanziell motiviert. Angreifer setzen gezielte Taktiken ein oder verfolgen bestimmte Absichten, um konkrete Ressourcen anzugreifen. Die folgende Abbildung zeigt eine Klassifizierung einiger gängiger fortschrittlicher Bedrohungen anhand der „Absicht“ der Bedrohungsakteure. Die jüngsten Ransomware-Aktivitäten sind uns bestens bekannt. Daneben gibt es weitere weitverbreitete Bedrohungsaktivitäten, etwa die Versuche des Bedrohungsakteurs TeamTNT, Workloads in Cloud-Umgebungen zu kompromittieren.

Bedrohungsklassifizierung

KI-basierte Sicherheit verspricht, Sicherheit mit hoher Geschwindigkeit bereitzustellen

Diese Arten von Angriffen umgehen in der Regel etablierte Sicherheitskontrollen wie Firewalls, Web Application Firewalls usw. Die Erkennung solcher Aktivitäten erfordert eine sehr große Menge an Kontextinformationen, die nahezu in Echtzeit korreliert werden können, um laufende Aktivitäten fortschrittlicher Bedrohungen zu identifizieren. Kurz gesagt: Die Erkennung fortschrittlicher Bedrohungsaktivitäten wird zunehmend zu einem Big-Data-Problem!

Als Ergänzung zu etablierten Sicherheitsmaßnahmen für Webanwendungen, Anwendungen und Firewalls sowie zu Verfahren zur Betrugsbekämpfung erforscht F5 Methoden zur Erkennung solcher komplexen Bedrohungen. Diese erfordern eine kontextbezogene Analyse mehrerer dieser Datenpunkte mithilfe umfangreicher Telemetriedaten und nahezu in Echtzeit. Algorithmen für maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz werden eingesetzt, um anomale Aktivitäten in und im Umfeld von Anwendungen sowie in Cloud-Umgebungen zu erkennen und Risiken frühzeitig zu begegnen. Allerdings stehen große Datenmengen und die steigenden Erwartungen der Kunden an eine hohe Leistung im Widerspruch zueinander. Hier kommen die auf der NVIDIA BlueField-2 Data Processing Unit (DPU) basierende Echtzeit-Telemetrie und das durch NVIDIA-GPUs beschleunigte Morpheus-Cybersicherheitsframework ins Spiel.

Cybersicherheit stellt besondere Anforderungen an die KI-/ML-Verarbeitung:

  1. Aufgrund der schnellen agilen Entwicklung und kurzlebiger Workloads liegt der Schwerpunkt zunehmend auf unüberwachten Methoden wie Clustering oder Anomalieerkennung statt auf Methoden, die eine menschliche Überwachung oder Kennzeichnung erfordern.
  2. Der zweite wichtige Aspekt ist die Erklärbarkeit. Dies muss zum Teil vor dem Hintergrund betrachtet werden, dass Kunden Vertrauen in eine Lösung entwickeln sollen, bei der ein falsch positives oder falsch negatives Ergebnis zum Verlust eines Kunden oder, allgemeiner gesagt, zu einer Prüfung oder Compliance-Kontrolle führen kann. Erfahrungsgemäß ist eine zu 90 % wirksame und erklärbare Lösung für einen Kunden oft attraktiver als eine zu 95 % wirksame Lösung, die nicht nachvollziehbar ist.
  3. Der dritte und wichtigste Aspekt ist der „Gegnereffekt“ – also die Tatsache, dass es gut finanzierte, intelligente und aktive Angreifer gibt. Anders als beispielsweise bei der Bilderkennung für autonome Fahrzeuge, bei der die Menge der zu erkennenden Verkehrsschilder unverändert bleibt, hat man es im Sicherheitsbereich mit Menschen zu tun – möglicherweise sogar mit KI-unterstützten Menschen –, die Ihre ML-Lösung analysieren und fortlaufend aktiv zu täuschen oder zu umgehen versuchen.

NVIDIA Morpheus bewältigt neue Herausforderungen in der Cybersicherheit

Mit der Einführung des Morpheus-Cybersicherheits-Frameworks bringt NVIDIA die Leistungsfähigkeit KI-gestützter Datenwissenschaft in die Cybersicherheitsbranche. Die hochoptimierte KI-Pipeline und die vortrainierten KI-Funktionen von Morpheus ermöglichen es Entwicklern, den gesamten IP-Datenverkehr innerhalb der Rechenzentrumsinfrastruktur in Echtzeit zu überprüfen.

Morpheus-Framework

NVIDIA BlueField-2-DPUs beschleunigen Echtzeit-Telemetrie

Morpheus ist die perfekte Lösung für die Aggregation und Analyse von Echtzeit-Netzwerkdaten von jedem DPU-beschleunigten Server. Gleichzeitig lagern BlueField-DPUs geschäftskritische Infrastrukturfunktionen aus, beschleunigen und isolieren sie. Morpheus empfängt riesige Mengen an Netzwerk-Telemetriedaten von den auf der NVIDIA BlueField-DPU ausgeführten Agenten und kann diese Datenmengen in Echtzeit auswerten. Anschließend kann Morpheus aus den Rohdaten der Inferenz Aktionen ableiten, die an die DPU zurückgeleitet werden. Der bidirektionale Datenstrom zwischen Morpheus und den DPUs ermöglicht kontinuierliches Echtzeit-Feedback, um Richtlinien zu beeinflussen, Regeln neu zu formulieren, die Datenerfassung anzupassen und vieles mehr.

Beschleunigte Inferenz erkennt Cyberbedrohungen schnell und effizient

Durch die Integration von GPUs in den Workflow ermöglicht Morpheus die Echtzeit-Inferenz großer Mengen an Telemetriedaten. Die GPUs verarbeiten die Daten von der Erfassung über die Vorverarbeitung und Inferenz bis hin zur Nachverarbeitung und ermöglichen durch Parallelisierung, enorme Datenmengen durch die Pipeline zu schleusen. Indem Daten und Aktionen in überschaubare Batches aufgeteilt und gleichzeitig verarbeitet werden, kann Morpheus mit dem Datenstrom aus heterogenen, dezentralen bzw. verteilten und mobilen Quellen Schritt halten.

Morpheus verwendet Kafka, ein Publisher-Subscriber-Modell, um Daten an die Inferenz-Pipeline zu senden und Ergebnisse von ihr abzurufen. Das Morpheus-Framework basiert auf mehreren Bausteinen, darunter RAPIDS für die Datenverarbeitung, Cyber Log Accelerators für GPU-beschleunigte Open-Source-Cybersicherheitsprimitive, Triton und TensorRT als Inferenzserver, cuStreamz für beschleunigte Kafka-Lese- und -Schreibvorgänge sowie MLFlow, eine Open-Source-Bibliothek zum Laden neuer und aktualisierter KI-Modelle. Diese Technologien arbeiten zusammen, um alle Bereiche des Cybersicherheits-Workflows abzudecken.

Durch die Integration des Morpheus-Frameworks bietet F5 eine leistungsstarke Plattform, die mithilfe von Echtzeit-Telemetrie und KI-gestützten Analysen die Cybersicherheit von Webanwendungen und APIs auf jedem Server beschleunigt – für Anwendungen, die über die Cloud und den Edge-Bereich verteilt sind.

Besuchen Sie uns auf der NVIDIA GTC, um mehr über das mit dem NVIDIA Morpheus Framework beschleunigte Shape-Cybersicherheitsportfolio von F5 zu erfahren und mehr über BlueField-DPUs zu erfahren. Sie können sich hier kostenlos registrieren.


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