JP7082673B2 - セキュリティ保護方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンピューター通信技術分野に関し、特に、セキュリティ保護方法および装置に関する。

通信分野や仮想化クラウドコンピューティング分野において、各ネットワークエレメントは、ソフトウェアバージョン＋ハードウェアプラットフォームからなる。ここで、ハードウェアプラットフォームは、主に、専用のハードウェアプラットフォームと汎用のサーバーハードウェアプラットフォームとを含む。クラウドサービスシステムは、ソフトウェアとハードウェアから構成される場合が多く、未知のバグとバックドアの不確実性脅威を回避できないだけではなく、クラウド環境でのハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントの均質化によって、同じバグおよびバックドアによる被害がより広い範囲に及ぼしてしまう。

既存技術において、クラウドサービスシステムの同機能エンティティの場合、安定的な作動中はそのソフトウェアバージョンが同じものである。ソフトウェアバージョンの交換は、通常、機能の拡張、性能の拡張を考慮して行うか、または、システム安定性要素に基づいてトリガーされる。

ネットワーク侵入技術の発展に伴って、ソフトウェアバージョンの交換が常にネットワークの攻撃行為より遅くなってしまうので、クラウドサービスシステムのアクティブ防御能力を強化するために、新しいソフトウェアバージョン管理方法が必要である。

本開示が解決しようとする課題は、多様性コンパイルによって生成されたソフトウェアバージョンを異種機能同等物として、ネットワークエレメントのソフトウェアバージョンを動的に配置し、スケジューリングし管理して、システム内で攻撃特徴に依存しないアクティブ保護を実現することのできるセキュリティ保護方法および装置を提供することである。

本開示の実施例によると、
多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築するステップと、
前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップと、を含むセキュリティ保護方法を提供する。

本開示の実施例によると、
多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築するように構成されるソフトウェアバージョンプール構築手段と、
前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するように構成されるソフトウェアバージョン配置手段と、を含むセキュリティ保護装置を提供する。

本開示の実施例によると、
メモリと、プロセッサと、前記メモリに記憶されて前記プロセッサにて実行可能なセキュリティ保護プログラムと、を含み、前記セキュリティ保護プログラムが前記プロセッサによって実行されると上記セキュリティ保護方法のステップを実現するセキュリティ保護装置を提供する。

本開示の実施例によると、プロセッサによって実行されると上記セキュリティ保護方法のステップを実現するセキュリティ保護プログラムが記憶されたコンピューター読み取り可能な記憶媒体を提供する。

本開示によるセキュリティ保護方法および装置によると、既存技術に比べ、多様性コンパイルによって生成されたソフトウェアバージョンを異種機能同等物として、ネットワークエレメントのソフトウェアバージョンを動的に配置し、スケジューリングし管理して、システム内で攻撃特徴に依存しないアクティブ保護を実現することができる。

本開示の実施例１のセキュリティ保護方法を示すフローチャートである。 本開示の実施例２のセキュリティ保護装置を示す図である。 本開示の実例１の通信システムの構成を示す図である。 本開示の実例２における仮想化クラウドサービスシステムの構成を示す図である。 本開示の実例２における異種機能同等物の柔軟な伸縮スケジューリング装置を示す図である。 実例２における柔軟な容量拡張を行う場合のセキュリティ保護方法を示すフローチャートである。

以下、本開示の目的、態様、およびメリットがさらに明確になるように、図面を結合して本開示の実施例を詳しく説明する。なお、矛盾しない限り、本願の実施例および実施例における特徴を互いに任意に組み合わせることができる。

異種冗長のミミックセキュリティ防御原理（ｍｉｍｉｃ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｄｅｆｅｎｓｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）に応じて、単一空間での未知のセキュリティ脅威を多次元異種空間での結合確率問題に変換することができる。すなわち、単一空間での未知のセキュリティ脅威（未知のバグ、未知のバックドア等）を未知で不確実な特徴として表すことができる。単一空間での未知のセキュリティ脅威を多次元の異種空間に置くと、過半数判決または一貫性判決によって、複数の独立した未知のイベントをそれらの結合確率問題に変換する。異種冗長のミミックセキュリティ防御原理において、ランダム性、多様性、動的特徴を有する複数の実行体が同一の攻撃通路において異なる結果を示し、複数の結果の一括投票によってシステムの出力が決定されることが提示された。よって、システムのセキュリティ性は単一の個体ではなく、複数の異なる異種体によって共同で決定される。

コンパイラは、「一種の言語（通常は、高水準言語）」を「他の一種の言語（通常は低水準言語）」に翻訳するプログラムである。コンパイラは、各層の実行体の主な生成工具として、多様性実行体を生成する有効な工具である。多様性コンパイル技術によると、機能の異なるソフトウェア多層プロトコルスタック特徴について、多様化されたコード生成戦略、データ配列形式を実現することができる。実行時の分析技術、命令や制御フロー混合技術、コード最適化技術、実行体異種度評価技術等を用いて、アドレス空間、命名空間、命令システム、カーネルデータ、実行可能なファイル構造等の異なる階層、異なる異種度の実行体を効率的に構築する。

クラウド管理、制御、サービス等の重要な部品、並びに、基礎ソフトウェアおよびオペレーティング・システム（ＯＳ）における未知のバグやバックドアによる不確実性脅威について、本開示の実施例は、ミミックセキュリティ防御構成の内生性セキュリティ技術に基づいて、多様性コンパイルによる異種機能同等物の生成を開示し、これに基づいて、情報サービスとセキュリティ保護とを一体化し、ネットワークエレメントのソフトウェアバージョンに対して、セキュリティ戦略に基づく動的配置、スケジューリング、および管理を行うことで、時間や空間次元でのミミックの変換を実現し、クラウドアプリケーションやインフラが攻撃された場合にも、継続して機能することができ、攻撃特徴に依存しないアクティブ保護を実現することができる。

実施例１
図１に示すように、本開示の実施例は、セキュリティ保護方法を提供し、以下のステップＳ１１０、Ｓ１２０を含む。

ステップＳ１１０において、多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築する。

ステップＳ１２０において、前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置する。

本実施例において、前記異種機能同等物とは、機能は同じであるものの、実現される構造が異なる機能部品集合を意味する。機能を実現する思想、方法、工具、条件等の差異によって、機能を実現する構成、アルゴリズムの選択または方法の創造性、および、機能要求を満たす構造の設計が、具体的な実現方法で差異を示して、同じ機能によって通常複種類の構造が実現されることになり、グローバルシンボル（グローバル変数、関数等）のレイアウト差異、重要なデータ構造のレイアウト差異、プログラムのアドレス空間（コードセグメント、データセグメント、ＢＳＳ（Ｂｌｏｃｋ Ｓｔａｒｔｅｄ ｂｙ Ｓｙｍｂｏｌ：シンボルで開始するブロック））の様々な変化等の面を含む。

ここで、異種機能同等物としては、同種コード（ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｃｏｄｅ）で多様性コンパイルに基づいて生成された複数のソフトウェアバージョン、および／または、異種コード（ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ ｃｏｄｅ）で多様性コンパイルに基づいて生成された複数のソフトウェアバージョンを含むことができる。

ここで、多様性コンパイルは、既存のオペレーティング・システムを改善することで、セキュリティ特性（動的、ランダム性、多様性）を導入して、攻撃中に依存するシステム規則を変更し、コンパイラによってランダムで多様性の特徴を有する多変体を生成して、可能性のある攻撃通路にもランダムで多様性の特徴を具備させることである。機能が異なるソフトウェア多層プロトコルスタック特徴について、多様化されたコード生成戦略、データ配列形式を実現する。実行時の分析技術、命令や制御フロー混合技術、コード最適化技術、実行体異種度評価技術等を用いて、アドレス空間、命名空間、命令システム、カーネルデータ、実行可能なファイル構造等の異なる階層、異なる異種度のソフトウェア実行体を効率的に構築する。攻撃手段が環境に依存するので、同種または異種コードは、多様性コンパイルされると、構造が異なることになるので、バグやトロイの木馬等の攻撃手段に対してある程度のセキュリティゲインを実現することができる。

一実施形態において、前記ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンは、ソフトウェア機能バージョンの管理属性と異種機能同等物バージョンの管理属性とを含む。

前記ソフトウェア機能バージョンの管理属性は、ソフトウェアバージョン同士の論理機能の差異を標記するためのソフトウェア機能バージョン番号を含む。

前記異種機能同等物バージョンの管理属性は、ソフトウェアバージョンの多様性コンパイルの結果の差異を標記するための多様性コンパイルバージョン番号を含み、異種機能同等物バージョンの管理属性の差異を有するソフトウェアバージョンは、異なるバージョン番号に標記される。

一実施形態において、前記方法は、さらに、
ソフトウェアバージョンマッピングテーブルを確立するステップをさらに含み、前記ソフトウェアバージョンマッピングテーブルには、異種機能同等物としての多様性コンパイルバージョン番号とネットワークエレメント識別子との対応関係が記録されている。

ここで、ネットワークエレメント識別子は、ネットワークエレメントのＩＰアドレス、ネットワークエレメントのホスト識別子、ネットワークエレメントの論理識別子のうちの少なくとも１つを含む。

一実施形態において、前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップは、
ネットワークエレメントを最初に生成する際、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの物理リソースに配置するステップ、および／または、
ネットワークエレメントが柔軟な容量拡張を行う際、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの容量拡張後の物理リソースに配置するステップ、および／または、
システムの実行期間において、セキュリティ戦略に応じて、業務を第１ネットワークエレメントから第２ネットワークエレメントへ遷移し、前記第１ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第１ソフトウェアバージョンを配置し、前記第２ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第２ソフトウェアバージョンを配置するステップであって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能および異なるコンパイルバージョンに対応するステップ、および／または、
システムの実行期間において、定時的にまたはセキュリティ戦略に応じて、ネットワークエレメント上のソフトウェアバージョンを交換するステップであって、交換後のソフトウェアバージョンは前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて選択され、前記交換前のソフトウェアバージョンと前記交換後のソフトウェアバージョンは同一のソフトウェア機能および異なるコンパイルバージョンに対応するステップ
を含む。

多様性コンパイル技術に基づいて生成されたソフトウェアバージョン（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）を異種機能同等物として、ソフトウェアバージョンプールを構成する。ランダムな多様性コンパイル後のソフトウェアバージョンは、その攻撃通路もランダムで多様な特徴を有することになる。例えば、異なるネットワークエレメントに異なるコンパイルバージョンのソフトウェアバージョンを展開する場合、セキュリティ戦略に基づく動的配置、スケジューリング、および管理を行うことで、時間や空間次元でのミミックの変換を実現し、単一の空間での未知のセキュリティ問題、バックドアまたはバグによる確実的な攻撃結果を多次元空間での確率問題に変換して、攻撃される確率をさらに低下させる。

前記ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンは、機能、性能、安定性等の特徴に基づく基本管理属性を有するだけではなく、異種機能同等物バージョンの管理属性も追加された。異種機能同等物バージョンの管理属性の差異があるソフトウェアバージョンの場合、異なるバージョン番号に標記される。ソフトウェアバージョンにソフトウェア機能バージョン番号および多様性コンパイルバージョン番号を割り当て、前記ソフトウェア機能バージョン番号はソフトウェアバージョン同士の論理機能の差異を標記し、前記多様性コンパイルバージョン番号はソフトウェアバージョン多様性コンパイルの結果の差異を標記する。同一のソフトウェア機能バージョン番号は、１つまたは複数の多様性コンパイルバージョン番号に対応することができ、同一の多様性コンパイルバージョン番号は、１つのソフトウェア機能バージョン番号に唯一に対応する。

ソフトウェアバージョン管理装置は、ソフトウェアバージョンプールを集中管理し、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルを保守する。前記ソフトウェアバージョンマッピングテーブルには、異種機能同等物としての各ソフトウェアバージョンのソフトウェアバージョン番号とネットワークエレメント識別子との間の対応関係が記録されている。ここで、ネットワークエレメント識別子は、ネットワークエレメントのＩＰアドレス、ネットワークエレメントのホスト識別子、ネットワークエレメントの論理識別子等のうちの少なくとも１つを含む。

システムが初期化される時、ソフトウェアバージョン管理装置に必要なソフトウェアバージョンを予めインストールし、ソフトウェアバージョンにソフトウェア機能バージョン番号Ｆｍと多様性コンパイルバージョン番号Ｖｍとを割り当てる。業務プロセスにおいて、業務ネットワークエレメントがソフトウェアバージョン管理装置へバージョン配置要求を提出し、ソフトウェアバージョン管理装置がセキュリティ戦略に応じて当該業務ネットワークエレメントに多様性コンパイルバージョン番号を割り当てる。バージョンのインストールに成功した後、ソフトウェアバージョン管理装置は多様性コンパイルバージョン番号とネットワークエレメント識別子との対応関係を記録し、使用状態を使用済と標記する。以下の表１に示すように、ソフトウェアバージョン管理装置がソフトウェア機能バージョン番号と、多様性コンパイルバージョン番号と、ネットワークエレメント識別子との間の対応関係を記録し、ネットワークエレメントでのソフトウェアバージョンの使用状態を記録する。例えば、ネットワークエレメントでソフトウェアバージョンのインストールに成功すると、使用状態が「Ｙ」であり、例えば、ネットワークエレメントでソフトウェアバージョンがインストールされていないか、または、インストールに失敗すると、使用状態は「Ｎ」である。

セキュリティ戦略に応じて、ソフトウェアバージョンを動的に配置し、スケジューリングし管理して、時間や空間次元でのミミックの変換を実現することができる。一方、仮想化クラウドサービスシステムにおいて、セキュリティ戦略に応じて、同一の仮想ネットワーク機能（Ｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＶＮＦと略称）を、異なる仮想マシンで異なる多様性コンパイルバージョンを実行することで実現することが可能である。

業務（ｓｅｒｖｉｃｅ）を遷移することで、業務プロセスを異なる多様性コンパイルバージョンにて実行させて、空間次元のミミック変換を実現する。例えば、仮想プライベートネットワーク（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ、ＶＰＮと略称）は業務ストリームＳｅｒｖｉｃｅ１に接続し、業務処理は、多様性コンパイルバージョンＶｍにより最初に行われる。仮想化ネットワーク機能管理装置（Ｖｉｒｔｕａｌｉｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｒ、ＶＮＦＭと略称）は、セキュリティ戦略に応じて、ＶＰＮに接続された業務ストリームＳｅｒｖｉｃｅ１を、他の多様性コンパイルバージョンＶｊに遷移して業務処理を実行することができる。

多様性コンパイルバージョンＶｍとＶｊに差異があるので、バックドアとバグとの攻撃通路も一致せず、バックドアおよびバグが依存する実行条件が変化し、その攻撃効果も異なり、空間次元でのミミックの変換およびアクティブ遷移を実現することができる。一方、仮想化クラウドサービスシステムにおいて、セキュリティ戦略に応じて、ＶＮＦＭは、ＶＮＦに対して定時的にソフトウェアバージョンの交換プロセスを開始することができる。当該ソフトウェアバージョンの配置は、ソフトウェアバージョン管理装置と具体的なネットワークエレメントによって完了する。

同一のＶＮＦについて、時間次元で、機能は同様であるものの、異なる時間区間で異なる多様性コンパイルバージョンを実行するので、バックドアとバグとの攻撃通路も一致せず、バックドアとバグが依存する実行条件が変化し、その攻撃効果も異なり、時間次元でのミミックの変換とアクティブ遷移を実現することができる。

実施例２
図２に示すように、本開示の実施例においてセキュリティ保護装置を提供し、
多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築するためのソフトウェアバージョンプール構築手段２０１と、
前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するためのソフトウェアバージョン配置手段２０２と、を含む。

一実施形態において、前記ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンは、ソフトウェア機能バージョン属性と多様性コンパイルバージョン属性とを含む。ここで、前記ソフトウェア機能バージョン属性はソフトウェアバージョン同士の論理機能の差異を標記し、前記多様性コンパイルバージョン属性は多様性コンパイルの結果の差異を標記する。

本実施例において、異種機能同等物としては、同種コードで多様性コンパイルに基づいて生成された複数のソフトウェアバージョン、および／または、異種コードで多様性コンパイルに基づいて生成された複数のソフトウェアバージョンを含むことができる。

一実施形態において、ソフトウェアバージョンプール構築手段は、さらに、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルを確立し、前記ソフトウェアバージョンマッピングテーブルには、異種機能同等物としての各ソフトウェアバージョンのバージョン属性と前記ソフトウェアバージョンが配置されたネットワークエレメントとの間の対応関係が記録されている。

一実施形態において、ソフトウェアバージョン配置手段は、ネットワークエレメントを最初に生成する際、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの物理リソースに配置する方式で、前記ソフトウェアバージョンプールに基づいてネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置する。

一実施形態において、ソフトウェアバージョン配置手段は、さらに、ネットワークエレメントが柔軟な容量拡張を行う際、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの容量拡張後の物理リソースに配置する方式、および／または、システムの実行期間において、セキュリティ戦略に応じて、業務を第１ネットワークエレメントから第２ネットワークエレメントへ遷移し、前記第１ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第１ソフトウェアバージョンを配置し、前記第２ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第２ソフトウェアバージョンを配置する方式であって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能および異なるコンパイルバージョンに対応する方式、および／または、システムの実行期間において、定時的にまたはセキュリティ戦略に応じて、ネットワークエレメント上のソフトウェアバージョンを交換する方式であって、交換後のソフトウェアバージョンは前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて選択され、前記交換前のソフトウェアバージョンと前記交換後のソフトウェアバージョンは同一のソフトウェア機能および異なるコンパイルバージョンに対応する方式で、前記ソフトウェアバージョンプールに基づいてネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置する。

本実施例において、多様性コンパイル技術に基づいてソフトウェアバージョン（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）を生成し、これらのソフトウェアバージョンは、同一の機能を有するものの、実現される構造は異なり、異種機能同等物としてソフトウェアバージョンプールを構成する。ランダムな多様性コンパイル後に生成された各ソフトウェアバージョンは、その攻撃通路もランダムで多様な特徴を有する。例えば、異なるネットワークエレメントに異なるコンパイルバージョンのソフトウェアバージョンを展開した場合、セキュリティ戦略に基づく動的配置、スケジューリング、および管理を行うことで、単一空間での未知のセキュリティ問題、バックドアまたはバグによる確実的な攻撃結果を、多次元空間での確率問題に変換して、攻撃される確率をより低下させることができる。

実施例３
本開示の実施例においてセキュリティ保護装置を提供し、
メモリと、プロセッサと、前記メモリに記憶されて前記プロセッサにて実行可能なセキュリティ保護プログラムと、を含み、前記セキュリティ保護プログラムが前記プロセッサによって実行されると上記実施例１に記載のセキュリティ保護方法のステップを実現する。

実施例４
本開示の実施例においてコンピューター読み取り可能な記憶媒体を提供し、前記コンピューター読み取り可能な記憶媒体には、前記プロセッサによって実行されると上記実施例１に記載のセキュリティ保護方法のステップを実現するセキュリティ保護プログラムが記憶されている。

以下、一部の実例によって本開示の実施例によるセキュリティ保護方法をさらに説明する。

実例１
図３に示すように、典型的な通信システムは、バックエンドサーバーと、主制御盤と、サービスボードとを含むことができる。バックエンドサーバーに各サービスボードのソフトウェアバージョンを格納することができる。主制御盤は、主に、バックエンドサーバーからソフトウェアバージョンを抽出して、サービスボードのスロット番号に応じて、各サービスボードへソフトウェアバージョンを配分する。通信システムのサービスボードは、通常、アクティブ/スタンバイモードに設置されることができる。本実例において、通信システムのバックエンドサーバーにソフトウェアバージョン管理装置を追加した。システムが初期化される時、ソフトウェアバージョン管理装置にソフトウェアバージョンプールが予めインストールされる。

ソフトウェアバージョンプールには、複数のソフトウェアバージョンが含まれており、これらのソフトウェアバージョンは、多様性コンパイル技術に基づいて生成され、同種コードで多様性コンパイルによって生成された異なるソフトウェアバージョンを含むことができれば、異種コードで多様性コンパイルによって生成された異なるソフトウェアバージョンを含むこともできる。これらの異なるソフトウェアバージョン（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）によって、ミミックセキュリティ防御原理に要求される異種機能同等物を構成する。ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンに異種機能同等物バージョンの管理属性が追加され、前記異種機能同等物バージョンの管理属性は、ソフトウェア機能バージョン属性と多様性コンパイルバージョン属性とを含み、異種機能同等物バージョンの管理属性の差異があるソフトウェアバージョンは、異なるバージョン番号に標記される。

本実例においてセキュリティ保護方法を提供し、以下のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３を含むことができる。

Ｓ１０１において、システムが初期化される際、バックエンドサーバーのソフトウェアバージョン管理装置にソフトウェアバージョンプールを予めインストールする。

ソフトウェアバージョンプールにおける各ソフトウェアバージョンは、同種または異種コードで多様性コンパイルによって生成された異なるソフトウェアバージョンである。

Ｓ１０２において、ネットワークエレメントを最初に生成する際、主制御盤が、ソフトウェアバージョン管理装置からソフトウェアバージョンをダウンロードして対応するサービスボードに配分する。

ソフトウェアバージョン管理装置は、ソフトウェアバージョンプール（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）からランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて１つのバージョンＶｍを選択し、サービスボード（ネットワークエレメント）がバージョンを展開して実行する。ソフトウェアバージョン管理装置には、Ｖｍバージョン番号とネットワークエレメント識別子との対応関係が記録されている。ネットワークエレメント識別子は、ネットワークエレメントのＩＰアドレス、ネットワークエレメントのホスト識別子、またはネットワークエレメントの論理識別子等であることができる。

Ｓ１０３において、システムが安定的に稼働されている期間において、時間に従って、自動的に、またはセキュリティ戦略に応じて、ネットワークエレメントのソフトウェアバージョンを交換する。

ここで、ソフトウェアバージョンプールから、ランダムに、またはセキュリティ戦略に応じてソフトウェアバージョンを選択する。ソフトウェアバージョン管理装置には、交換後のバージョン番号とネットワークエレメント識別子との対応関係が記録されている。

ここで、メインマシンとスタンバイマシンがある場合、ソフトウェアバージョンの交換プロセスは、メインマシンがソフトウェアバージョンＶｊを実行し、スタンバイマシンがソフトウェアバージョン管理装置からバージョンＶｉをダウンロードする。バージョンＶｉはメインマシンで実行中のバージョンＶｊと異なるものである。スタンバイマシンがバージョンＶｉを展開して実行し、メインマシンから状態データの同期を実現する。異種機能同等物Ｖｉ、Ｖｊバージョンの状態データに差異がある場合、異なるソフトウェアバージョンＶｉ、Ｖｊ間で状態データのフォーマットおよび意味（ｓｅｍａｎｔｉｃ）の変換を完了するように、Ｖｉバージョンに状態データ変換手段が含まれていなければならない。スタンバイマシンは、メイン・スタンバイ切替命令を受信すると、スタンバイマシンの状態をメインマシンに変換し、ソフトウェアバージョンＶｉによって業務処理を行う。元のメインマシンはスタンバイマシンに変換され、切り替えされたスタンバイマシンは、ソフトウェアバージョン管理装置からバージョンＶｉをダウンロードし、切り替えされたメインマシンから状態データを同期し、スタンバイマシンの実行状態を維持する。

実例２
図４に示すように、本実例に記載の仮想化クラウドサービスシステムは、主に、ＮＦＶＯ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ Ｖｉｒｔｕａｌｉｓａｔｉｏｎ Ｏｒｃｈｅｓｔｒａｔｏｒ、ネットワーク機能仮想化オーケストレーター）と、ＶＮＦＭ（Ｖｉｒｔｕａｌｉｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｒ、仮想化ネットワーク機能マネージャ）と、ＶＩＭ（Ｖｉｒｔｕａｌｉｓｅｄ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｍａｎａｇｅｒ、仮想インフラストラクチャマネージャ）と、複数のＮＦＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ Ｖｉｒｔｕａｌｉｓａｔｉｏｎ、ネットワーク機能仮想化）と、仮想化プラットフォームと、ソフトウェアバージョン管理装置とを含む。業務の需要に応じて、ＮＦＶＯは主にＮＦＶのオーケストレーションを行い、ＶＮＦＭは主にＮＦＶの管理と自動化配置を行い、ソフトウェア形態のＮＦＶは仮想化プラットフォームで実行される。

図５は、仮想化クラウドサービスシステムにおける異種機能同等物の柔軟な伸縮スケジューリング装置を示す図である。前記スケジューリング装置は、ソフトウェアバージョン管理装置と、ＶＮＦＭ（セキュリティ戦略管理装置を含む）と、ＯＭＵ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｕｎｉｔ、操作保守ユニット）と、ＳＰＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、業務処理ユニット）と、を含む。ここで、ＯＭＵとＳＰＵはＮＦＶにより実行されるハードウェアプラットフォームリソースであり、ＯＭＵは仮想化ネットワーク機能のシステム管理を行い、ＳＰＵは仮想化ネットワーク機能の業務処理を行う。

仮想化クラウドサービスシステムにおいて、柔軟な伸縮は重要なシステム機能であり、柔軟な伸縮機能は、仮想化業務ネットワークエレメントの占用するリソースが業務量の大きさに応じて伸縮調整可能であることを要求する。本実例において、仮想化業務ネットワークエレメントを粒度として柔軟な伸縮を行う。柔軟な伸縮の評価基準は、現在の業務量および業務戦略である。柔軟な自動伸長戦略は、ＯＭＵに記録された負荷が所定の閾値に達し且つ他の業務処理ユニットの各ＳＰＵの負荷がいずれも所定の閾値に達すると、仮想ネットワーク機能管理装置ＶＮＦＭに新しい仮想マシンを要求することであってもよい。

図６に示すように、柔軟な容量拡張を行う場合、セキュリティ保護方法は以下のステップＳ１０、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５を含むことができる。

Ｓ１０１において、ＯＭＵは、稼働されると、ＳＰＵ１、ＳＰＵ２、…、ＳＰＵｎの処理負荷等の情報を収集する。業務量、処理負荷等の条件に応じて、ＯＭＵにより柔軟な容量拡張の条件を満たすと判断されると、柔軟な容量拡張プロセスを開始する。

Ｓ１０２において、ＶＮＦＭは、新しい仮想マシンのメインマシンおよびスタンバイマシンのリソース（ＳＰＵｍ）を構築して、オペレーティング・システムおよびシステム管理ソフトウェアをインストールする。ＶＮＦＭは、ＯＭＵおよびＳＰＵｍに柔軟な容量拡張の前処理を行う旨を通知する。ＯＭＵおよびＳＰＵｍは、システムのハードウェアリソース割り当て、メインマシンおよびスタンバイマシンの設置、データ領域の初期化等の操作を含む柔軟な容量拡張の前処理を行う。仮想マシンは、リソースの要求に成功すると、ＳＰＵｍ、ＯＭＵ、ＶＮＦＭ間で通信関係を確立し、業務を実行するメインマシンとしてのＳＰＵｍは、ソフトウェアバージョンのインストールを待つ状態にある。

Ｓ１０３において、メインマシンＳＰＵｍおよびソフトウェアバージョン管理装置は、バージョン配置プロセスを開始する。ソフトウェアバージョン管理装置は、ソフトウェアバージョンプール（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）からランダムにある１つのバージョンＶｍを選択するか、または、ソフトウェアバージョンプール（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎ）からセキュリティ戦略に応じてある１つのバージョンＶｍを選択する。

ＯＭＵは、ソフトウェアバージョン管理装置からソフトウェアバージョンＶｍをメインマシンＳＰＵｍにダウンロードし、展開して実行する。メインマシンＳＰＵｍは、メインとスタンバイとの切り替えの禁止を設定し、スタンバイマシンＳＰＵｍに柔軟な容量拡張を行う旨を通知する。メインマシンＳＰＵｍは、稼働に成功すると、ＯＭＵにバージョンの配置を完了した旨を通知し、ＯＭＵは、記憶領域に記録されたＳＰＵｍの状態を更新する。ＯＭＵは、ＶＮＦＭにバージョンの配置を完了した旨を通知し、ＶＮＦＭは、記憶領域に記録されたＶＮＦ（ＳＰＵｍに対応する）の状態を更新する。

ソフトウェアバージョン管理装置にソフトウェアバージョンマッピングテーブルを保存し、前記ソフトウェアバージョンマッピングテーブルには、ソフトウェアバージョン番号とネットワークエレメント識別子との対応関係が記録されている。ネットワークエレメント識別子は、ネットワークエレメントのＩＰアドレス、ネットワークエレメントのホスト識別子、またはネットワークエレメントの論理識別子等であることができる。

Ｓ１０４において、スタンバイマシンＳＰＵｍは、ソフトウェアバージョン管理装置を介してソフトウェアバージョンマッピングテーブルをクエリして、Ｖｍのバージョン番号情報を得る。スタンバイマシンＳＰＵｍは、ソフトウェアバージョン管理装置からソフトウェアバージョンＶｍをダウンロードし、展開して実行する。スタンバイマシンＳＰＵｍは、稼働に成功した。スタンバイマシンＳＰＵｍは、メインマシンＳＰＵｍに柔軟な容量拡張に成功した旨を通知する。メインマシンＳＰＵｍは、スタンバイマシンＳＰＵｍからの「柔軟な容量拡張に成功した」メッセージを受信すると、スタンバイマシンＳＰＵｍにメインとスタンバイとの切り替えの禁止を解除する旨を通知する。スタンバイマシンＳＰＵｍは、メインとスタンバイとの切り替えの禁止解除命令を受信すると、メインマシンＳＰＵｍに応答する。メインマシンＳＰＵｍが通知を受信すると、今回の柔軟な容量拡張を終了する。

Ｓ１０５において、ＶＮＦＭは、ＶＮＦ（ＳＰＵｍに対応する）の柔軟な容量拡張成功メッセージを受信し、ローカルの記憶領域に、例えば、業務タイプ、性能、負荷等のＶＮＦ情報を保留する。ＯＭＵに配置を完了した旨を通知し、例えば、ネットワーク帯域幅等のリソース情報を送信する。ＯＭＵは、メッセージを受信すると、オンライン通知をＳＰＵｍに送信して、リソースの変更処理を完了する。ＯＭＵは、他のＳＰＵに新しいＶＮＦ（ＳＰＵｍに対応する）がオンラインされた旨を通知し、他のＳＰＵは、予め設定された戦略に応じて対応する処理を完了する。

柔軟な縮小を行う場合、セキュリティ保護方法は以下のステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５を含むことができる。

Ｓ２０１において、ＯＭＵは、稼働中にＳＰＵ１、ＳＰＵ２、…、ＳＰＵｎの処理負荷等の情報を収集する。業務量、処理負荷等の条件に応じて、ＯＭＵにより柔軟な縮小の条件を満たすと判断されると、柔軟な縮小プロセスを開始する。

Ｓ２０２において、ＯＭＵは、メインマシンＳＰＵｍに柔軟な縮小プロセスを開始する旨を通知する。メインマシンＳＰＵｍは、メインとスタンバイとの切り替えを禁止し、予め設定された戦略に応じて、実行中の業務の他のＳＰＵへの接続に対して、遷移を開始する。

Ｓ２０３において、メインマシンＳＰＵｍにおける業務接続の遷移が完了すると、メインマシンＳＰＵｍは、ＶＮＦＭへ仮想マシンの削除を要求し、ソフトウェアバージョン管理装置へ使用したバージョン番号Ｖｍの取り消しを要求する。ソフトウェアバージョン管理装置は、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルからＶｍ項目を削除して、ＯＭＵに応答すると、ＳＰＵｍによる柔軟な縮小が終了する。ＯＭＵは、応答メッセージを受信すると、ＳＰＵｍ関連情報を削除し、ＳＰＵｍリソースをリリースし、前記ＳＰＵｍリソースは、ＳＰＵｍメインマシンリソースとスタンバイマシンリソースとを含む。

Ｓ２０４において、ＯＭＵは、ＶＮＦＭに対応するＶＮＦ情報を削除する旨を通知する。

Ｓ２０５において、ＶＮＦＭは、ＯＭＵからの通知メッセージを受信すると、対応するＶＮＦ情報を削除する。

なお、本開示は他のさまざまな実施例を有することもでき、当業者は本開示の思想と実質を離脱せずに本開示に各種の対応する改善と変形を行うことが可能であり、これらの対応する改善と変形はいずれも本開示の特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。

本開示は、コンピューター通信技術分野に適用され、多様性コンパイルによって生成されたソフトウェアバージョンを異種機能同等物として、ネットワークエレメントのソフトウェアバージョンを動的に配置し、スケジューリングし管理して、システム内で攻撃特徴に依存しないアクティブ保護を実現する。

Claims (12)

1. 多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築するステップと、
   前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップと、を含み、
   前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップは、
   柔軟な容量拡張を行う際に、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択して、メインマシンに配置し、展開して実行し、且つ、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルに前記ソフトウェアバージョンの多様性コンパイルバージョン属性と、前記メインマシンのネットワークエレメント識別子との間の対応関係を保存して、前記メインマシンは、スタンバイマシンに柔軟な容量拡張を行う旨を通知し、前記スタンバイマシンは、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルをクエリして、前記メインマシンが配置した前記ソフトウェアバージョンの前記多様性コンパイルバージョン属性を得て、前記多様性コンパイルバージョン属性に基づき、前記ソフトウェアバージョンをダウンロードし、展開して実行するステップ、及び／又は、
   メインマシンとスタンバイマシンがある場合、メインマシンが第１ソフトウェアバージョンを実行し、スタンバイマシンが第２ソフトウェアバージョンをダウンロードして実行し、前記メインマシンから状態データを同期し、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンとの状態データに差異がある場合、異なるソフトウェアバージョン間で状態データのフォーマットおよび意味の変換を完了するように、第２ソフトウェアバージョンに状態データ変換手段が含まれており、前記スタンバイマシンは、メイン・スタンバイ切替命令を受信すると、前記スタンバイマシンをメインマシンに変換し、前記第２ソフトウェアバージョンによって業務処理を行い、前記メインマシンをスタンバイマシンに変換し、前記第２ソフトウェアバージョンをダウンロードし、切り替えされたメインマシンから状態データを同期するステップであって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応するステップを、含むセキュリティ保護方法。
2. 前記ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンは、ソフトウェアバージョン同士の論理機能の差異を標記するためのソフトウェア機能バージョン属性と、多様性コンパイルの結果の差異を標記するための多様性コンパイルバージョン属性とを含む請求項１に記載の方法。
3. 異種機能同等物としての各ソフトウェアバージョンのバージョン属性と、前記ソフトウェアバージョンが配置されたネットワークエレメントとの間の対応関係が記録されたソフトウェアバージョンマッピングテーブルを確立するステップを、さらに含む請求項２に記載の方法。
4. 前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップは、
   ネットワークエレメントを最初に生成する際、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの物理リソースに配置するステップをさらに含む請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するステップは、
   ネットワークエレメントが柔軟な容量拡張を行う際、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの容量拡張後の物理リソースに配置するステップ、及び／又は、
   システムの実行期間において、セキュリティ戦略に応じて、業務を第１ネットワークエレメントから第２ネットワークエレメントへ遷移し、前記第１ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第１ソフトウェアバージョンを配置し、前記第２ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第２ソフトウェアバージョンを配置するステップであって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応するステップ、及び／又は、
   システムの実行期間において、定時的にまたはセキュリティ戦略に応じて、ネットワークエレメント上のソフトウェアバージョンを、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて選択されたソフトウェアバージョンに交換するステップであって、前記交換前のソフトウェアバージョンと前記交換後のソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応するステップ、を含む請求項４に記載の方法。
6. 多様性コンパイルに基づいてソフトウェアバージョンを生成して、前記ソフトウェアバージョンを異種機能同等物としたソフトウェアバージョンプールを構築するように構成されるソフトウェアバージョンプール構築手段と、
   前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するように構成されるソフトウェアバージョン配置手段と、を含み、
   前記ソフトウェアバージョン配置手段は、以下のように、前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するように構成され、
   柔軟な容量拡張を行う際に、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択して、メインマシンに配置し、展開して実行し、且つ、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルに前記ソフトウェアバージョンの多様性コンパイルバージョン属性と、前記メインマシンのネットワークエレメント識別子との間の対応関係を保存して、前記メインマシンは、スタンバイマシンに柔軟な容量拡張を行う旨を通知し、前記スタンバイマシンは、ソフトウェアバージョンマッピングテーブルをクエリして、前記メインマシンが配置した前記ソフトウェアバージョンの前記多様性コンパイルバージョン属性を得て、前記多様性コンパイルバージョン属性に基づき、前記ソフトウェアバージョンをダウンロードし、展開して実行し、及び／又は、
   メインマシンとスタンバイマシンがある場合、メインマシンが第１ソフトウェアバージョンを実行し、スタンバイマシンが第２ソフトウェアバージョンをダウンロードして実行し、前記メインマシンから状態データを同期し、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンとの状態データに差異がある場合、異なるソフトウェアバージョン間で状態データのフォーマットおよび意味の変換を完了するように、第２ソフトウェアバージョンに状態データ変換手段が含まれており、前記スタンバイマシンは、メイン・スタンバイ切替命令を受信すると、前記スタンバイマシンをメインマシンに変換し、前記第２ソフトウェアバージョンによって業務処理を行い、前記メインマシンをスタンバイマシンに変換し、前記第２ソフトウェアバージョンをダウンロードし、切り替えされたメインマシンから状態データを同期するステップであって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応する、セキュリティ保護装置。
7. 前記ソフトウェアバージョンプールにおけるソフトウェアバージョンは、ソフトウェアバージョン同士の論理機能の差異を標記するためのソフトウェア機能バージョン属性と、多様性コンパイルの結果の差異を標記するための多様性コンパイルバージョン属性とを含む請求項６に記載の装置。
8. ソフトウェアバージョンプール構築手段は、さらに、
   異種機能同等物としての各ソフトウェアバージョンのバージョン属性と、前記ソフトウェアバージョンが配置されたネットワークエレメントとの間の対応関係が記録されたソフトウェアバージョンマッピングテーブルを確立するように構成される請求項７に記載の装置。
9. ソフトウェアバージョン配置手段は、さらに、
   ネットワークエレメントを最初に生成する際、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの物理リソースに配置する方式で、
   前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するように構成される請求項６乃至８のうちのいずれか１項に記載の装置。
10. ソフトウェアバージョン配置手段は、さらに、
    ネットワークエレメントが柔軟な容量拡張を行う際、前記ソフトウェアバージョンプールから、ランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて、１つのソフトウェアバージョンを選択してネットワークエレメントの容量拡張後の物理リソースに配置する方式、及び／又は、
    システムの実行期間において、セキュリティ戦略に応じて、業務を第１ネットワークエレメントから第２ネットワークエレメントへ遷移し、前記第１ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第１ソフトウェアバージョンを配置し、前記第２ネットワークエレメントに前記ソフトウェアバージョンプールにおける第２ソフトウェアバージョンを配置する方式であって、前記第１ソフトウェアバージョンと前記第２ソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応する方式、及び／又は、
    システムの実行期間において、定時的にまたはセキュリティ戦略に応じて、ネットワークエレメント上のソフトウェアバージョンを、前記ソフトウェアバージョンプールからランダムにまたはセキュリティ戦略に応じて選択されたソフトウェアバージョンに交換する方式であって、前記交換前のソフトウェアバージョンと前記交換後のソフトウェアバージョンは、同一のソフトウェア機能及び異なるコンパイルバージョンに対応する方式で、
    前記ソフトウェアバージョンプールに基づいて、ネットワークエレメントにソフトウェアバージョンを動的に配置するように構成される請求項９に記載の装置。
11. メモリと、プロセッサと、前記メモリに記憶されて前記プロセッサにて実行可能なセキュリティ保護プログラムと、を含み、前記セキュリティ保護プログラムが前記プロセッサによって実行されると請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のセキュリティ保護方法のステップを行うセキュリティ保護装置。
12. プロセッサによって実行されると請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のセキュリティ保護方法のステップを行うセキュリティ保護プログラムが記憶されたコンピューター読み取り可能な記憶媒体。

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