ブロックチェーンとネットワークセキュリティに関する事実

インターネットの発展に伴い、そのユーザー規模、アプリケーション数、帯域幅が急速に増加しています。過去数年の間に、スマートデバイスという新しいユーザーキャリアがインターネットの世界に登場しました。それは多様な形態を持ち、シンプルなものから複雑なものまであり、冷蔵庫、エアコン、電子レンジのようにシンプルなものから、ドローンや自動運転車のように精密なものまであります。これらのスマートデバイスは、IoT（モノのインターネット）デバイスと総称され、実用プログラムの機能とネットワーク運用を制御するために使用されます。十分な事例があり、攻撃者が IoT デバイスを利用して、分散型サービス拒否（DDoS）攻撃と呼ばれる大規模なネットワーク攻撃を仕掛けていることが証明されています。この章では、DDoS 攻撃について学び、ブロックチェーンが企業組織がこのような大規模なネットワーク攻撃に対抗するための展開操作を支援する方法を学びます。

DDoS 攻撃は悪意のある意図を持ち、地理的に分散したシステムから大量のリクエストを送信することで、サーバーの正当なトラフィックを妨害し、正常なユーザーのアクセスを阻害します。まず、サービス拒否（DoS）攻撃の仕組みを理解しましょう。DoS 攻撃中、攻撃者は大量のリクエストでターゲットコンピュータを爆撃し、サーバーリソースを枯渇させ、正当なユーザーのリクエストを失敗させます。DoS 攻撃では、攻撃者は単一のマシンを使用して攻撃し、ターゲットサーバーのリソースを枯渇させます。それに対して、DDoS 攻撃はより強力で、数百万台のコンピュータを使用してターゲットサーバーを圧倒することができます。

ますます多くの企業組織が、自社のアプリケーションサービスを大量のインフラを持つクラウドに移行し、膨大な顧客のリアルタイムニーズに応えています。企業は自分たちの大規模なクラウドサーバーインフラを構築することも、クラウドサービスプロバイダーが提供するサーバーに移行することもできます。今日、攻撃者は DDoS 攻撃手法を使用してターゲットサービスを破壊することを好みます。なぜなら、彼らは GB や TB レベルのランダムデータを生成してターゲットの被害者を爆撃でき、ターゲットのセキュリティチームは数百万に及ぶ攻撃源を特定して阻止するのが難しいからです。

さらに、攻撃者は攻撃源のマシンを合法的に制御することは決してなく、巧妙に設計されたマルウェアを使用して世界中の数百万台のコンピュータを感染させ、完全なアクセス権を取得して大規模な DDoS 攻撃を実行します。これらの感染したコンピュータの集合体はボットネット（botnet）と呼ばれ、個々の感染したコンピュータはボット（bot）と呼ばれます。

世界で最初の DDoS 攻撃事件を明確に追跡することは難しいですが、最初の注目すべき DDoS 攻撃は 1999 年にミネソタ大学を対象に発生しました。220 以上のシステムに影響を及ぼし、ネットワーク全体の施設が数日間ダウンしました。

2016 年 10 月 21 日金曜日、世界中が Dyn（DNS ホスティングプロバイダー）に対する最も複雑な DDoS 攻撃の発生を目撃しました。Dyn は、Mirai ボットネットが悪意のある攻撃トラフィックの主要なソースであることを確認しました。この攻撃は、インターネットのセキュリティと脅威の状況に新たな関心を呼び起こしました。

DDoS 攻撃を仕掛けるために、ハッカーは自らボットネット全体を構築することも、ダークウェブからボットネットリソースを借りることもできます。攻撃者が武器を準備すると、脆弱なサイト、ホスト、またはネットワーク全体を見つけるだけです。

ロッキード・マーチン社のコンピュータ科学者は、ネットワークキルチェーンという用語を提唱しました。これは、偵察から最終的な攻撃ターゲットに至るまでのネットワーク攻撃の全段階を説明しています。これらの段階には以下が含まれます：

・偵察：攻撃者はターゲットデバイスを特定し、その脆弱性を探し始めます。

・武器化：攻撃者はリモートツールキットとマルウェア（ウイルスやワーム）を使用して脆弱性に対して攻撃を仕掛けます。

・悪意のあるコードの拡散：攻撃者はフィッシングメールの送信、秘密のダウンロード、USB デバイス、内部者の協力など、さまざまな方法で攻撃コードを被害者のネットワークに注入します。

・脆弱性の悪用：悪意のあるコードは攻撃を引き起こし、ターゲットネットワークに対して脆弱性を利用する措置を講じます。

・インストール：マルウェアは被害者のコンピュータに自動的にインストールされます。

・コマンドと制御：マルウェアはリモート攻撃者に被害者のマシンへのアクセス制御権を与えます。

DDoS の観点から各段階を理解するためには、ボットネットインフラストラクチャとその構築方法を理解することが非常に重要です。

1. ボットネットの構築

DDoS 攻撃の分散型特性は、世界中の数百万台の感染したコンピュータを利用する必要があります。今日、攻撃者はダークウェブを利用して、いつでも利用可能なボットネットリソースを借りたり購入したりできます。Jumper、Dirt、Pandore などのツールは、実際に攻撃者がこれらのボットネットを構築する際の技術的障壁を低下させ、あるいは排除します。

以下の図はボットネットの全ライフサイクルを示しています：

2. 偵察

偵察を受けたターゲットシステムは、データセンター全体の大きさから、コンピュータ 1 台の小ささまで様々です。この 2 つのケースのいずれにおいても、ボットネットの構築には、マルウェアが攻撃利用できる脆弱性を持つホストを特定する必要があります。攻撃者は、ターゲットに直接または間接的に関連する情報を探し、保護された資産に不正にアクセスしようとします。攻撃者は、ファイアウォール、侵入防御システム（IPS）、Web アプリケーションファイアウォール、エンドポイント保護システムなど、既存のセキュリティシステムを回避するためのあらゆる方法を試みます。

3. 武器化

多数のオープンソースソフトウェアリソースを使用することで、攻撃者は悪意のあるコードを構築する際に直面する技術的障壁を効果的に回避できます。プログラマーが悪意のある意図を持ち、コードを開発する場合、新しいマルウェアが開発される可能性があり、セキュリティシステムは最初にこれらの新しいマルウェアを検出するのが難しいです。

以下は DDoS 攻撃に使用される一般的なツールのリストです：

・低軌道イオン砲（LOIC）：これはハッカー組織 anonymous が最も好んで使用するツールの 1 つです。これは、ターゲットサーバーを混雑させるために大量の TCP、UDP、または HTTP トラフィックを生成できるシンプルな洪水ツールです。これはもともとサーバーのパフォーマンスのスループットをテストするために開発されました。しかし、anonymous 組織はこのオープンソースツールを使用して複雑な DDoS 攻撃を仕掛けます。このツールは後に IRC 機能が強化され、ユーザーが IRC を通じて接続システムを制御できるようになりました。

・高軌道イオン砲（HOIC）：LOIC を数年間効果的に使用した後、

2. 偵察

3. 武器化

以下は DDoS 攻撃に使用される一般的なツールのリストです：

新たに攻撃を受けた被害者のシステムにダウンロードされます。ダウンロードが完了すると、スクリプトはこの新しいボットノードで新しい攻撃プロセスを自動的に開始します。全体の攻撃メカニズムは HTTP、FTP、リモートプロシージャコール（RPC）プロトコルを使用します。この方法では、攻撃者は被害者のマシンを操作し、攻撃を受けたシステムは攻撃者の中央リポジトリに接続し、中央リポジトリから悪意のあるコードをダウンロードします。以下の図に示すように：

・逆リンク拡散：この方法では、攻撃者はツールキットを新たに感染したホストに移植します。このツールキットは、感染したシステムからのファイル転送リクエストを受け入れるように巧妙に設計されています。同時に、逆チャネルファイルコピーのプロセスは、通常のファイル転送プロトコル（TFTP）を使用してポートリスナーによって実行できます。中央ソース拡散方法とは異なり、攻撃者は脆弱性を利用し、攻撃コードを攻撃を受けたホストに一緒に転送します。以下の図に示すように。

・自動拡散：このメカニズムでは、攻撃者がシステムに侵入すると、彼らのツールキットが感染したホストにコピーされます。このメカニズムは、伝送方法のレベルで異なり、攻撃ツールキットは最初に感染したホストに攻撃者によって埋め込まれます。この方法では、攻撃者は最初に脆弱性を利用した攻撃を転送し、その後、中央リポジトリからではなく、自分のコードを転送します。以下の図に示すように：

5. 脆弱性の悪用

一度悪意のあるプログラムがネットワークに入ると、未修正のソフトウェアの脆弱性、欠陥のあるソフトウェアプログラミングプラクティス、またはユーザーの不注意を含むさまざまな脆弱性を悪用し始めます。通常、ネットワークには多くの脆弱性が存在し、それらの利用可能性により、脆弱性自体がより致命的になります。

6. インストール

インストール段階では、悪意のあるソフトウェアがターゲットシステムに固定され、リモート攻撃者がそれにアクセスできるようになります。インストール中、悪意のあるソフトウェアはシステムのユーザースペースまたはカーネルスペースに埋め込まれることがあります。ユーザースペースにインストールされた悪意のあるソフトウェアは検出されやすいですが、カーネルスペース内の悪意のあるソフトウェアは、セキュリティシステム（エンドポイント保護、エンドポイント検出および応答プラットフォームなど）によってほとんど検出されません。

7. コマンドと制御（C2）

侵入ツールが成功裏にインストールされた後、ターゲットホストは攻撃者のリモート中央システムによって完全に制御されます。これらの侵入されたデバイスのネットワークはボットネットと呼ばれ、攻撃者によって自由に操作されます。しかし、ボットネットノードは攻撃者によってアクティブ化されるまで休眠状態を維持します。公共のピアツーピアネットワーク上では、暗号化されたボットホスト間の通信も存在します。

8. ターゲットに対する行動

C2 チャネルが確立されると、攻撃者はターゲットに対して DDoS 攻撃を仕掛けることができます。この段階では、攻撃者はスクリプトを実行して、全ボットネット内のすべてのボットホストをアクティブ化します。攻撃者はまた、ボットネットを構成し、生成する必要のある攻撃トラフィックの種類を知る必要があります。

ブロックチェーンは、独立した当事者が第三者の介入なしに通信できる分散型ネットワークです。DDoS 攻撃からネットワークを保護するために、企業サービスは複数のサーバーノードに分散され、高い弾力性を提供し、単一障害点を排除します。ブロックチェーンを使用する主な利点は以下の通りです：

・ブロックチェーン技術は、ブラックリストに載った IP を保存するための分散型台帳を展開するために使用できます。

・ブロックチェーン技術は、単一障害点のリスクを排除します。

ブロックチェーンの DDoS 防御プラットフォームは、まず Ethereum ブロックチェーンの Node.js と Truffle を使用してテスト環境を準備する必要があります。DDoS 攻撃からネットワークを保護するために、既存のブロックチェーンプロジェクトを使用します。このプロジェクトは、リンクhttps://github.com/gladiusio/gladius-contracts で見つけることができます。

Gladius プロジェクトのインフラストラクチャを準備するために、以下の手順に従う必要があります：

1）まず、システム環境に Node.js をインストールします。リンクはhttps://nodejs.org/uk/download/package-manager/#arch-linux です。

2）テスト環境に truffle をインストールする必要があります：

3）コマンドラインで次のコマンドを実行します：

4）次に、コマンドラインで次のコマンドを実行してテストネットワークを起動します：