CN105471830A - 用于消解安全策略冲突的方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于消解安全策略冲突的方法、装置和系统。其中流规则控制装置在接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成流规则策略的别名规则集；将流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；若不存在策略冲突，则将流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据流规则策略进行相应的路由转发。从而可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高基于OpenFlow的SDN架构的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种用于消解安全策略冲突的方法、装置和系统。
背景技术
SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)是一种新型网络架构和技术体系，将传统紧耦合的网络架构分拆成应用、控制、转发三层分离的架构，上层应用和底层转发设施被抽象成多个逻辑实体，具有开放可编程的特点。
在SDN架构下，通过集中控制器对分布式交换机进行编程，定义路由规则，上层应用的策略通过控制器下发给交换机执行，防火墙等安全功能也以上层应用形式实现。OpenFlow(开放流)作为SDN的典型解决方案，定义了集中控制器与数据转发平面进行交互的协议。
FlowVisor是一种OpenFlow网络中的网络虚拟化层实现。通过FlowVisor，一个完整的OpenFlow网络可以划分成多个逻辑网络，每个逻辑网络被称为一个分片，上层每个应用被限制在单独的网络虚拟化分片中，从而避免各应用间的策略相互影响。
在SDN架构下，当上层多个应用同时下发流规则策略时，不同策略之间可能产生冲突，比如防火墙策略阻止了从10.0.0.1到10.0.0.2的数据流，但某个应用策略采用组合策略或其他方式允许该数据流，从而导致策略间的冲突。即使在FlowVisor的网络分片环境下，同一网络分片中可能同时存在安全应用及其他应用，导致策略冲突。这可被黑客利用来绕过安全策略，带来安全隐患。
例如，虽然防火墙策略阻止了从10.0.0.1到10.0.0.2的数据流，但是黑客可选择从10.0.0.1到10.0.0.3、从10.0.0.3到10.0.0.2路径，将数据流从10.0.0.1发送到10.0.0.2，从而使防火墙策略无法有效发挥作用，带来了安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种用于消解安全策略冲突的方法、装置和系统。通过对下发的流规则策略进行语义识别以建立别名规则集，利用别名规则集进行统一的策略冲突检测，从而可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高基于OpenFlow的SDN架构的安全性。
根据本发明的一个方面，提供一种用于消解安全策略冲突的方法，包括：
当接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；
将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；
若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
在一个实施例中，若存在策略冲突，则提取所述流规则策略中包括的签名；
利用所述签名验证所述流规则策略是否完整；
若利用所述签名验证所述流规则完整，则查询与所述签名相对应的角色信息；
利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别；
判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别；
若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则执行将所述流规则策略发送给相应交换机的步骤。
在一个实施例中，若所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别，则丢弃所述流规则策略。
在一个实施例中，若利用所述签名验证所述流规则策略不完整，则丢弃所述流规则策略。
根据本发明的另一方面，提供一种用于消解安全策略冲突的流规则控制装置，包括接收单元、流规则冲突分析单元和发送单元，其中：
接收单元，用于接收应用代理装置下发的流规则策略；
流规则冲突分析单元，用于当接收单元接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；
发送单元，用于根据流规则冲突分析单元的判断结果，若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
在一个实施例中，装置还包括源授权识别单元和流规则状态管理单元，其中：
源授权识别单元，用于根据流规则冲突分析单元的判断结果，若存在策略冲突，则提取所述流规则策略中包括的签名；利用所述签名验证所述流规则策略是否完整；若利用所述签名验证所述流规则完整，则查询与所述签名相对应的角色信息，并将所述角色信息发送给流规则状态管理单元；
流规则状态管理单元，用于利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别；判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别；若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则指示发送单元执行将所述流规则策略发送给相应交换机的操作。
在一个实施例中，流规则状态管理单元还用于在所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别时，丢弃所述流规则策略。
在一个实施例中，源授权识别单元还用于在利用所述签名验证所述流规则策略不完整时，将验证结果发送给流规则冲突分析单元；
流规则冲突分析单元还用于根据所述验证结果，丢弃所述流规则策略。
根据本发明的另一方面，提供一种用于消解安全策略冲突的系统，包括应用代理装置、流规则控制装置和交换机，其中：
应用代理装置，用于向流规则控制装置下发流规则策略；
流规则控制装置，为上述任一实施例涉及的流规则控制装置；
交换机，用于在接收到流规则控制装置发送的流规则策略时，根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
在一个实施例中，应用代理装置具体在生成规则后，利用预先分配的密钥对生成的规则进行签名，以得到流规则策略。
本发明通过在接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。从而可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高SDN架构的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于消解安全策略冲突的方法一个实施例的示意图。
图2为本发明用于消解安全策略冲突的方法另一实施例的示意图。
图3为本发明用于消解安全策略冲突的流规则控制装置一个实施例的示意图。
图4为本发明用于消解安全策略冲突的流规则控制装置另一实施例的示意图。
图5为本发明用于消解安全策略冲突的系统一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明用于消解安全策略冲突的方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例的方法步骤可由流规则控制装置执行。
步骤101，当接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集。
例如，在根据语义识别建立别名规则集时，初始别名规则集包含第一个流规则策略的IP地址、网络掩码、端口号(0代表所有端口)。当一条规则通过setaction这条指令替换某个字段的值时，则将该值也加入别名集，然后基于新规则集与现有规则集进行规则冲突检测，当检测到冲突时，根据流规则策略级别权限决定所下发的流规则。比如以下规则：a-〉b丢弃数据包，其别名规则集为(a)-〉(b)；新下发的规则为：1.a-〉cset(a->a’)，2.a’->cset(c->b)，3.a’->b转发数据包，其别名规则集为：1.a->cset(a->a’)(a,a’)(c)，2.a’->cset(c->b)(a,a’)(c,b)，3.a’->b转发数据包(a,a’)(c,b)转发数据包，从而得到衍生流规则策略为：(a,a’)->(c,b)转发数据包；比较新规则与原有规则，则可检测到冲突发生。
由于如何通过语义分析形成别名规则集是本领域技术人员所了解的，因此这里不展开描述。
步骤102，将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突。
步骤103，若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
优选的，交换机可以为OpenFlow交换机。
基于本申请上述实施例提供的用于消解安全策略冲突的方法，可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高SDN架构的安全性。
图2为本发明用于消解安全策略冲突的方法另一实施例的示意图。优选的，本实施例的方法步骤可由流规则控制装置执行。
步骤201，当接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集。
步骤202，将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对。
步骤203，判断是否存在策略冲突。若不存在策略冲突，则执行步骤210；若存在策略冲突，则执行步骤204。
步骤204，提取所述流规则策略中包括的签名。
步骤205，利用所述签名验证所述流规则策略是否完整。若利用所述签名验证所述流规则完整，则执行步骤206；若利用所述签名验证所述流规则策略不完整，则执行步骤209。
通过签名，可检测流规则策略是否被篡改或被仿冒。
步骤206，查询与所述签名相对应的角色信息。
步骤207，利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别。
步骤208，判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别。若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则执行步骤210；若所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别，则执行步骤209。
步骤209，丢弃所述流规则策略。之后，不再执行本实施例的其它步骤。
步骤210，将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
图3为本发明用于消解安全策略冲突的流规则控制装置一个实施例的示意图。如图3所示，流规则控制装置可包括接收单元301、流规则冲突分析单元302和发送单元303。其中：
接收单元301，用于接收应用代理装置下发的流规则策略。
流规则冲突分析单元302，用于当接收单元301接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突。
发送单元303，用于根据流规则冲突分析单元302的判断结果，若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
基于本申请上述实施例提供的用于消解安全策略冲突的流规则控制装置，可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高SDN架构的安全性。
图4为本发明用于消解安全策略冲突的流规则控制装置另一实施例的示意图。与图3所示实施例相比，在图4所示实施例中，流规则控制装置还可包括源授权识别单元401和流规则状态管理单元402。其中：
源授权识别单元401，用于根据流规则冲突分析单元302的判断结果，若存在策略冲突，则提取所述流规则策略中包括的签名；利用所述签名验证所述流规则策略是否完整；若利用所述签名验证所述流规则完整，则查询与所述签名相对应的角色信息，并将所述角色信息发送给流规则状态管理单元402。
流规则状态管理单元402，用于利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别；判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别；若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则指示发送单元303执行将所述流规则策略发送给相应交换机的操作。
优选的，流规则状态管理单元402还用于在所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别时，丢弃所述流规则策略。
优选的，源授权识别单元401还用于在利用所述签名验证所述流规则策略不完整时，将验证结果发送给流规则冲突分析单元302。
流规则冲突分析单元302还用于根据所述验证结果，丢弃所述流规则策略。
图5为本发明用于消解安全策略冲突的系统一个实施例的示意图。如图5所示，系统可包括应用代理装置501、流规则控制装置502和交换机503。其中：
应用代理装置501，用于向流规则控制装置502下发流规则策略。
流规则控制装置502，可以为图3或图4中任一实施例涉及的流规则控制装置。
交换机503，用于在接收到流规则控制装置发送的流规则策略时，根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
基于本申请上述实施例提供的用于消解安全策略冲突的流规则控制装置，可有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高SDN架构的安全性。
优选的，应用代理装置501具体在生成规则后，利用预先分配的密钥对生成的规则进行签名，以得到流规则策略。
其中，在SDN架构下，可建立集中的密钥管理中心，为每个应用分配公私钥对，并进行密钥产生、更新、删除等管理。在应用中生成流规则策略后，由应用代理采用分配给它的私钥对流规则策略进行基于MD5或SHA-1等方式的签名，并将流规则策略下发给相应的流规则控制装置执行。
本发明可用于在IDC、企业网等部署的基于OpenFlow的SDN架构中，有效防止通过其它流规则策略或策略组合绕过安全规则，提高SDN架构的安全性，解决安全策略冲突问题。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种用于消解安全策略冲突的方法，其特征在于，包括：
当接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；
将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；
若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
若存在策略冲突，则提取所述流规则策略中包括的签名；
利用所述签名验证所述流规则策略是否完整；
若利用所述签名验证所述流规则完整，则查询与所述签名相对应的角色信息；
利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别；
判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别；
若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则执行将所述流规则策略发送给相应交换机的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
若所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别，则丢弃所述流规则策略。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
若利用所述签名验证所述流规则策略不完整，则丢弃所述流规则策略。
5.一种用于消解安全策略冲突的流规则控制装置，其特征在于，包括接收单元、流规则冲突分析单元和发送单元，其中：
接收单元，用于接收应用代理装置下发的流规则策略；
流规则冲突分析单元，用于当接收单元接收到应用代理装置下发的流规则策略时，对所述流规则策略进行基于别名的语义分析，从而形成所述流规则策略的别名规则集；将所述流规则策略的别名规则集与当前规则的别名规则集进行比对，以判断是否存在策略冲突；
发送单元，用于根据流规则冲突分析单元的判断结果，若不存在策略冲突，则将所述流规则策略发送给相应交换机，以便相应交换机根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括源授权识别单元和流规则状态管理单元，其中：
源授权识别单元，用于根据流规则冲突分析单元的判断结果，若存在策略冲突，则提取所述流规则策略中包括的签名；利用所述签名验证所述流规则策略是否完整；若利用所述签名验证所述流规则完整，则查询与所述签名相对应的角色信息，并将所述角色信息发送给流规则状态管理单元；
流规则状态管理单元，用于利用所述角色信息，识别所述流规则策略的权限级别；判断所述流规则策略的权限级别是否高于当前规则的权限级别；若所述流规则策略的权限级别高于当前规则的权限级别，则指示发送单元执行将所述流规则策略发送给相应交换机的操作。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
流规则状态管理单元还用于在所述流规则策略的权限级别不高于当前规则的权限级别时，丢弃所述流规则策略。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
源授权识别单元还用于在利用所述签名验证所述流规则策略不完整时，将验证结果发送给流规则冲突分析单元；
流规则冲突分析单元还用于根据所述验证结果，丢弃所述流规则策略。
9.一种用于消解安全策略冲突的系统，其特征在于，包括应用代理装置、流规则控制装置和交换机，其中：
应用代理装置，用于向流规则控制装置下发流规则策略；
流规则控制装置，为权利要求5-8中任一项涉及的流规则控制装置；
交换机，用于在接收到流规则控制装置发送的流规则策略时，根据所述流规则策略进行相应的路由转发。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
应用代理装置具体在生成规则后，利用预先分配的密钥对生成的规则进行签名，以得到流规则策略。
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