Entrega segura de aplicaciones
Introducción
En los últimos años se ha producido la habitual oleada de cambios en los sistemas de TI y, por extensión, en los de seguridad informática. La ley de Moore, además de describir los avances en la capacidad de procesamiento, ha propiciado el desarrollo de algoritmos de cifrado más complejos. Por ejemplo, el aumento de dicha capacidad ha hecho que el tamaño de las claves de cifrado SSL pase de 256 bits a 4 Kb en menos de una década. Hoy en día, las aplicaciones pueden protegerse mejor que antes, siempre que se pueda dedicar a ello la capacidad de procesamiento necesaria.
Lamentablemente, al mismo tiempo también ha ido aumentando el número de ataques y vectores de ataque. Dado que aparecen nuevas vulnerabilidades con frecuencia, contar con un entorno sólido de cifrado SSL para proteger las aplicaciones es más necesario que nunca. Estos avances en potencia informática y seguridad son imprescindibles para cualquier organización que intercambie datos confidenciales a través de Internet, y deberían serlo para cualquier organización con presencia en Internet, ya que las páginas web sin protección pueden servir como puerta de acceso a datos protegidos.
Ahora que las organizaciones se enfrentan a ataques distribuidos de denegación de servicio (DDoS), secuestro de sesión (sidejacking), intermediario en SSL y renegociación, los equipos de seguridad informática deben implantar medidas de protección que abarquen toda la presencia web de sus organizaciones y tengan la capacidad de adaptación necesaria para resistir los ataques más insidiosos. Dado que es necesario protegerlo todo, ni siquiera los nuevos avances en algoritmos de cifrado —en concreto, la criptografía de curva elíptica (ECC)— bastarán para que el sector pueda ignorar las repercusiones asociadas en el rendimiento.
Y toda esta seguridad sigue viéndose lastrada por el mayor obstáculo para la adopción de SSL en el ámbito de las redes: la visibilidad. Las organizaciones tienen muchas razones legítimas para inspeccionar los datos que se transfieren, desde la prevención de fugas de datos hasta el enrutamiento avanzado de las capas 4 a 7. Por tanto, la solución de seguridad en cuestión debe ser capaz de proporcionar visibilidad, preferiblemente una visibilidad del 100 %, de los datos que entran y salen de la red.
F5 ofrece respuestas a estos complejos problemas, desde la capacidad de adaptación a los cambios en los algoritmos de seguridad hasta la visibilidad, la gestión de claves y la integración. Mientras los ataques siguen evolucionando, los gobiernos y los sectores industriales exigen más seguridad y los empleados necesitan un mayor acceso a la red y a los datos pese al creciente riesgo, el punto de control estratégico que actúa como puerta de enlace de red podría resolver esos problemas mediante servicios de seguridad. La plataforma F5® BIG-IP® ofrece una amplia gama de soluciones para reforzar la seguridad sin aumentar la latencia de la red y con un tiempo de gestión considerablemente menor que el que requerirían productos independientes.
F5 aborda los riesgos de seguridad
El 45 % de las empresas encuestadas abordó los riesgos de seguridad mediante la implementación de soluciones de F5.
SSL siempre activo
La necesidad de cifrado SSL sigue aumentando. Es necesario proteger tanto el acceso a la información de identificación personal (PII) como el acceso a la información restringida. Cada vez es más necesario proteger también los sitios web y las ubicaciones de carga remota. De hecho, muchas organizaciones ya cifran, o están considerando cifrar, prácticamente el 100 % de las conexiones. Las organizaciones están adoptando medidas para proteger todos los entornos, ya sean de pruebas, control de calidad o producción, frente a cualquier ataque. También están empezando a comprender que, si el objetivo es lograr un entorno verdaderamente seguro, es necesario proteger todos los datos, las aplicaciones y la información de las sesiones.
Históricamente, solo las aplicaciones —o, más concretamente, los datos confidenciales, como los números de tarjetas de crédito y otra información de identificación personal (PII)— estaban protegidas mediante SSL. El resto del sitio web, que contenía información, cookies de sesión o páginas estáticas, no lo estaba. Sin embargo, esas páginas sin protección se convirtieron en un riesgo, ya que ofrecían a los atacantes una vía de acceso a los sistemas que alojaban las páginas protegidas.
Las organizaciones deben velar por la protección de los datos de sus clientes y de otros datos sensibles y, por ley, deben actuar con la «diligencia debida», proporcionando medidas de protección suficientes para garantizar que un ataque no pueda prosperar fácilmente. Por ello, hoy en día muchas organizaciones están adoptando un enfoque de SSL siempre activo, y algunas están implementando SSL para todas las conexiones, tanto internas como externas.
Pero el cifrado tiene sus costes. El cifrado de tipo RSA requiere muchos ciclos de CPU y un mantenimiento considerable de las claves, y manipular el contenido de los flujos cifrados resulta prácticamente imposible. Aunque esa es la principal razón de ser del cifrado, la organización que lo implementa tiene una necesidad legítima de modificar los datos por diversos motivos, desde el filtrado de contenidos hasta el equilibrio de carga.
Por tanto, entre los requisitos se incluyen:
- Cifrado que permite a la organización que cifra seguir manipulando flujos y/o datos.
- Cifrado que no consume una gran cantidad de recursos, especialmente tiempo de CPU en los servidores.
- Cifrado que puede utilizar un almacén de claves de red.
- Cifrado capaz de diferenciar entre el tráfico interno y el externo.
- Diversidad de cifrados, es decir, la capacidad de admitir una amplia selección de algoritmos de cifrado.
Se necesita una puerta de enlace de seguridad que pueda proporcionar servicios SSL con distintas opciones de algoritmos, visibilidad, integración y gestión. Una herramienta que gestione el cifrado del tráfico entrante y saliente puede utilizar un módulo de seguridad de hardware (HSM) para proteger las claves, descargar de los servidores los recursos informáticos y los costes operativos asociados, y finalizar o reconocer las conexiones SSL tanto entrantes como salientes.
Esta pasarela de seguridad ideal ofrece cifrado a los clientes sin sobrecargar la CPU del servidor con tareas de cifrado y también permite cifrar las comunicaciones con los servidores si así se desea. No debería requerir la gestión por separado de todo un conjunto de claves y, al actuar como pasarela, debería aprovechar otros servicios que puedan necesitar datos sin cifrar entre la descarga de las conexiones entrantes y la creación de conexiones SSL con el back-end. En este escenario, el ahorro de software en el back-end podría acumularse rápidamente, ya que se necesitarían menos servidores para atender el mismo número de conexiones.
Existe una amplia gama de opciones para implementar una arquitectura de este tipo, en función de las necesidades de cada organización.
Tres estilos
La eficacia de una solución de este tipo radica en su ubicación en un punto estratégico de control. Al situarse en la intersección entre la red e Internet, el dispositivo ideal puede finalizar las conexiones SSL entrantes, procesar la carga útil del flujo y, a continuación, si es necesario, volver a cifrarla utilizando las claves de la red interna. Lo mismo puede hacerse con el tráfico en sentido contrario, aunque las medidas de seguridad necesarias para el tráfico saliente son distintas de las requeridas para el tráfico entrante. (Pensemos en un escenario de entrada en el que sea necesario autenticar a los usuarios y comprobar que las cargas útiles no contengan contenido malicioso, mientras que en el flujo de salida haya que comprobar si se están extrayendo datos confidenciales del centro de datos). Un punto de control tan estratégico permite aplicar tres métodos distintos de gestión del cifrado, todos ellos válidos en función de las necesidades de la organización.
Modalidad uno: descarga de conexiones
Al finalizar la conexión externa, el dispositivo de puerta de enlace actúa como extremo SSL. La conexión SSL se mantiene entre el dispositivo y los clientes, mientras que la conexión con el servidor de aplicaciones permanece abierta y sin cifrar. Al finalizar las conexiones SSL procedentes del exterior de la red, esta arquitectura proporciona seguridad en el exterior y rendimiento en el interior. La ausencia de cifrado en el servidor reduce los tiempos de respuesta, pero da lugar a un entorno inseguro si un atacante consigue acceder a la red.
Estilo dos: visibilidad SSL
Al estar cifrado tanto el tráfico interno como el externo, el dispositivo situado en el punto de control estratégico puede gestionar el tráfico, así como adaptar y optimizar el contenido, mientras toda la red permanece protegida.
Estilo tres: inspección SSL transparente
Cada vez más, los equipos de TI buscan una solución que mantenga una única capa de cifrado durante toda la conexión, desde el cliente hasta el servidor, pero que permita manipular los datos durante el tránsito para facilitar el uso de diversas herramientas, como las de prevención de pérdida de datos (DLP), autenticación previa al acceso y equilibrio de carga.
Aquí entra en juego la visibilidad SSL. En este escenario, el servidor y el dispositivo situado en el punto estratégico de control comparten un certificado SSL, lo que permite al dispositivo de puerta de enlace acceder a los flujos a medida que pasan por él, sin necesidad de finalizar y volver a crear por completo las conexiones SSL.
Transformación SSL
La cuestión es que, en este tercer escenario, la carga del procesamiento del cifrado vuelve a recaer sobre los servidores. En el pasado, esto habría supuesto una enorme desventaja, pero, con la llegada del cifrado ECC, los ciclos de CPU necesarios para realizar dicho cifrado se han reducido considerablemente, al igual que el espacio necesario para almacenar las claves. Esto se debe al algoritmo ECC, que permite ofrecer el mismo nivel de seguridad con claves mucho más pequeñas, por lo que el coste de procesamiento en el cliente se reduce de forma significativa. (Aunque en el pasado muchos afirmaban que «el cliente no es el problema», hoy nos enfrentamos a una cantidad sin precedentes de clientes móviles, y el uso de la CPU es uno de los factores que consumen batería. Por tanto, ahora todo el mundo debe tener en cuenta al cliente).
Aunque los tres sistemas de criptografía de clave pública son seguros, eficientes y comercialmente viables, difieren en el tipo de problemas matemáticos en los que se basan. Esto no solo afecta a su vulnerabilidad frente a los ataques de fuerza bruta que suelen emplear los atacantes, sino que también puede dar lugar a diferencias en el tamaño de las claves generadas por los algoritmos para proporcionar un determinado nivel de seguridad. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ofrece directrices sobre el tamaño mínimo de las claves de cada sistema en función del nivel de seguridad requerido. Y, por supuesto, si una organización cuenta con diversidad criptográfica, dispone de varios algoritmos de cifrado entre los que elegir. Esto significa que, si mañana aparece un método viable para vulnerar claves RSA de hasta 2 Kb, bastará con cambiar el algoritmo utilizado por los servidores para poder dormir tranquilos.
Pero ECC es más seguro con la misma longitud de clave. De hecho, en la mayoría de los casos, ECC puede conseguir con una clave muy corta lo que los algoritmos actuales ofrecen con claves muy largas. Esta eficiencia se debe a las matemáticas empleadas en los algoritmos ECC (y existen varios). El hecho de que ECC reduzca la carga de la CPU asociada al cifrado y, al mismo tiempo, mantenga o mejore la seguridad con claves de menor tamaño lo convierte en una nueva y potente herramienta que permite establecer comunicaciones seguras entre clientes y servidores.
La plataforma F5 aprovecha esta nueva e importante herramienta. Actualmente, los dispositivos BIG-IP ofrecen DSA para la firma y ECC para el cifrado, además de los algoritmos RSA, AES y 3DES que F5 siempre ha admitido.
Dado que ECC ayuda a reducir el consumo de CPU asociado al cifrado, queda pendiente el otro gran problema al que tradicionalmente se ha enfrentado el cifrado: la visibilidad. Si todo está cifrado, ¿cómo pueden los dispositivos de prevención de pérdida de datos (DLP) y autenticación externa acceder al contenido sin cifrar?
Visibilidad SSL
Aquí entra en juego la herramienta HSM conectada a la red. Aunque las soluciones HSM son cada vez más habituales, su uso suele limitarse al almacenamiento de credenciales. Sin embargo, también pueden actuar como una tecnología facilitadora si se dispone de las conexiones adecuadas y se utilizan correctamente. Compartir certificados entre un dispositivo muy flexible situado en el perímetro de la red y los servidores ubicados en el núcleo de esta permite que el dispositivo perimetral vea el tráfico sin cifrar sin finalizar los flujos. Al almacenar claves simétricas, claves privadas asimétricas (incluidas las firmas digitales) y otros elementos, el dispositivo de puerta de enlace protege la información crítica y, al mismo tiempo, permite acceder a ella desde toda la red. Esto permite, por ejemplo, enviar la información de inicio de sesión a dispositivos LDAP, dirigir los flujos entrantes a través de analizadores antivirus y hacer pasar los datos salientes por dispositivos DLP.
Los módulos de seguridad de hardware compatibles con F5 son dispositivos reforzados que permiten detectar manipulaciones y cuentan con la certificación de nivel 3 de NIST 140-2. Al instalarlos como puertas de enlace de seguridad en un punto de control estratégico de la red, una organización puede obtener no solo servicios SSL eficientes, sino también visibilidad de los datos cifrados. El resultado es un sistema completo con seguridad mejorada que conserva todas las capacidades de un proxy bidireccional con terminación.
Las posibilidades que ofrece este punto de control estratégico son inmensas. Mediante el lenguaje de scripting F5® iRules®, una organización puede mantener la información confidencial dentro del centro de datos. Por ejemplo, una iRule mantenida por la comunidad y compartida en F5® DevCentral™ puede detectar la mayoría de los datos de tarjetas de crédito y eliminarlos antes de que salgan del edificio.
Otro ejemplo sería implementar en el dispositivo F5 la funcionalidad de puerta de enlace IPv6 o incluso la traducción de SPDY.
Muchas de estas opciones no son posibles en un entorno SSL normal. Sin embargo, al tener acceso a la conexión entrante, el dispositivo BIG-IP también obtiene acceso a la carga útil del flujo de datos, lo que le permite actuar de forma inteligente sobre esos datos, no solo sobre el flujo. Además, como el dispositivo no tiene que finalizar la conexión, el rendimiento no se ve tan afectado como lo estaría si hubiera que mantener dos conexiones SSL independientes.
El dispositivo BIG-IP también puede dirigir una solicitud de una página segura al proceso de autenticación y devolver la página únicamente después de que el usuario haya iniciado sesión correctamente y el servidor de autorización confirme que tiene derechos de acceso a la página en cuestión. La clave es que se llevan a cabo la autenticación, la autorización y la contabilización (AAA) y, en caso de error, se puede redirigir al usuario a una página aislada de la red principal. Esto significa que los usuarios no autorizados nunca consiguen superar el dispositivo BIG-IP para acceder a la red interna, y que los atacantes que se hacen pasar por usuarios válidos nunca llegan a los sistemas críticos para intentar aprovechar sus vulnerabilidades. Sus conexiones no llegan tan lejos, ya que se detienen y autentican antes de entrar en la red interna. En situaciones de DDoS, un dispositivo de alto rendimiento capaz de redirigir las conexiones atacantes a una red de cuarentena ayudará a mantener la red pública disponible para los usuarios legítimos, frustrando así el objetivo del ataque DDoS.
Compatibilidad con FIPS 140-2
A menudo, la protección de las claves es el mayor problema que plantea una metodología de cifrado a gran escala. La necesidad de mantener los certificados actualizados, gestionar qué certificado tiene cada dispositivo y determinar cuándo se pueden trasladar los certificados de una máquina a otra —especialmente en un entorno virtualizado— puede limitar el número de certificados implementados e incluso influir en las decisiones de arquitectura.
Para aquellas organizaciones que requieran compatibilidad con el nivel 2 de FIPS 140-2, esta puede añadirse a muchos modelos de dispositivos BIG-IP. Las organizaciones que deseen proteger información como claves y frases de contraseña de certificados, pero que no necesiten compatibilidad con FIPS 140-2, pueden hacerlo mediante la tecnología Secure Vault integrada.
Los dispositivos BIG-IP también pueden actuar como HSM o utilizar uno ya existente en la red. Dado que los HSM proporcionan un almacenamiento seguro para los certificados, utilizar uno ofrece un único punto de referencia para gestionar el uso y la caducidad de las claves, lo que simplifica la gestión de certificados y permite al personal de TI ocuparse de otras funciones empresariales importantes.
Funcionalidad adicional en un único dispositivo
Todas las plataformas BIG-IP incluyen, como parte del precio, una licencia para utilizar la máxima capacidad de cifrado. Sin embargo, otra ventaja de gran valor de esta solución de seguridad de F5 es la posibilidad de añadir o activar funcionalidades adicionales. La protección DDoS integrada mantiene los sitios web operativos y más seguros durante un ataque, mientras que la posibilidad de añadir diversos módulos de seguridad y rendimiento permite al departamento de TI gestionar un único dispositivo, en lugar de varios, para satisfacer las necesidades de entrega de aplicaciones de la organización. Un único punto de procesamiento —el punto de control estratégico— simplifica la gestión y agiliza los tiempos de respuesta.
Conclusión
El futuro de las TI pasa por el cifrado generalizado para evitar la inseguridad que supone tener algunas páginas web cifradas y otras sin cifrar. Esto conlleva una gran carga para la infraestructura y la necesidad de implementar el cifrado en todas partes, sin dejar de interactuar de forma inteligente con el tráfico para realizar funciones como el equilibrio de carga y la prevención de fugas de datos, entre muchas otras.
F5 ofrece una solución que permite simplificar y acelerar una infraestructura altamente segura. Gracias a sus numerosas funcionalidades y a la capacidad de inspeccionar el tráfico a medida que circula sin finalizar las conexiones SSL, los dispositivos BIG-IP también permiten realizar llamadas a dispositivos compatibles con ICAP para llevar a cabo un procesamiento especializado en función del sector o la tecnología utilizados. Además, al ser compatible con HSM, la solución de F5 se adapta perfectamente a las necesidades de la organización. Las plataformas F5 BIG-IP también pueden repeler ataques DDoS a los niveles requeridos, deteniéndolos mientras siguen dirigiendo a los usuarios legítimos hacia las aplicaciones.
En conjunto, la familia de productos BIG-IP ofrece un control granular, una escalabilidad y una flexibilidad que no están disponibles con otras tecnologías de gestión del tráfico o de seguridad.
PUBLICADO EL 30 DE MAYO DE 2018