AWS - Nitro Enum

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Grundinformationen

AWS Nitro ist eine Suite von innovativen Technologien, die die zugrunde liegende Plattform für AWS EC2-Instanzen bilden. Von Amazon eingeführt, um Sicherheit, Leistung und Zuverlässigkeit zu verbessern, nutzt Nitro maßgeschneiderte Hardwarekomponenten und einen leichten Hypervisor. Es abstrahiert einen Großteil der traditionellen Virtualisierungsfunktionen auf dedizierte Hardware und Software, minimiert die Angriffsfläche und verbessert die Ressourceneffizienz. Durch das Auslagern von Virtualisierungsfunktionen ermöglicht Nitro EC2-Instanzen, nahezu Bare-Metal-Leistung zu liefern, was besonders vorteilhaft für ressourcenintensive Anwendungen ist. Darüber hinaus gewährleistet der Nitro Security Chip speziell die Sicherheit der Hardware und Firmware und festigt somit seine robuste Architektur.

Nitro Enclaves

AWS Nitro Enclaves bietet eine sichere, isolierte Rechenumgebung innerhalb von Amazon EC2-Instanzen, die speziell für die Verarbeitung hochsensibler Daten entwickelt wurde. Durch die Nutzung des AWS Nitro-Systems gewährleisten diese Enclaves eine robuste Isolation und Sicherheit, die ideal für den Umgang mit vertraulichen Informationen wie PII oder Finanzunterlagen ist. Sie verfügen über eine minimalistische Umgebung, die das Risiko einer Datenexposition erheblich reduziert. Darüber hinaus unterstützen Nitro Enclaves die kryptografische Attestierung, die es Benutzern ermöglicht zu überprüfen, dass nur autorisierter Code ausgeführt wird, was entscheidend für die Einhaltung strenger Compliance- und Datenschutzstandards ist.

Nitro Enclave-Images werden innerhalb von EC2-Instanzen ausgeführt und Sie können im AWS-Webkonsole nicht sehen, ob eine EC2-Instanz Images in Nitro Enclave ausführt oder nicht.

Nitro Enclave CLI-Installation

Befolgen Sie alle Anweisungen aus der Dokumentation. Dies sind jedoch die wichtigsten:

# Install tools
sudo amazon-linux-extras install aws-nitro-enclaves-cli -y
sudo yum install aws-nitro-enclaves-cli-devel -y

# Config perms
sudo usermod -aG ne $USER
sudo usermod -aG docker $USER

# Check installation
nitro-cli --version

# Start and enable the Nitro Enclaves allocator service.
sudo systemctl start nitro-enclaves-allocator.service && sudo systemctl enable nitro-enclaves-allocator.service

Nitro Enclave Images

Die Bilder, die Sie in Nitro Enclave ausführen können, basieren auf Docker-Bildern, sodass Sie Ihre Nitro Enclave-Bilder aus Docker-Bildern wie: erstellen können:

# You need to have the docker image accesible in your running local registry
# Or indicate the full docker image URL to access the image
nitro-cli build-enclave --docker-uri <docker-img>:<tag> --output-file nitro-img.eif

Wie Sie sehen können, verwenden die Nitro Enclave-Images die Erweiterung eif (Enclave Image File).

Die Ausgabe wird ähnlich aussehen wie:

Using the locally available Docker image...
Enclave Image successfully created.
{
"Measurements": {
"HashAlgorithm": "Sha384 { ... }",
"PCR0": "e199261541a944a93129a52a8909d29435dd89e31299b59c371158fc9ab3017d9c450b0a580a487e330b4ac691943284",
"PCR1": "bcdf05fefccaa8e55bf2c8d6dee9e79bbff31e34bf28a99aa19e6b29c37ee80b214a414b7607236edf26fcb78654e63f",
"PCR2": "2e1fca1dbb84622ec141557dfa971b4f8ea2127031b264136a20278c43d1bba6c75fea286cd4de9f00450b6a8db0e6d3"
}
}

Run an Image

Laut der Dokumentation müssen Sie, um ein Enklaven-Image auszuführen, ihm mindestens das Vierfache der Größe der eif-Datei zuweisen. Es ist möglich, die Standardressourcen, die ihm zugewiesen werden, in der Datei zu konfigurieren.

/etc/nitro_enclaves/allocator.yaml

Denken Sie immer daran, dass Sie auch einige Ressourcen für die übergeordnete EC2-Instanz reservieren müssen!

Nachdem Sie die Ressourcen kennen, die einem Image zugewiesen werden sollen, und die Konfigurationsdatei sogar geändert haben, ist es möglich, ein Enklaven-Image mit folgendem Befehl auszuführen:

# Restart the service so the new default values apply
sudo systemctl start nitro-enclaves-allocator.service && sudo systemctl enable nitro-enclaves-allocator.service

# Indicate the CPUs and memory to give
nitro-cli run-enclave --cpu-count 2 --memory 3072 --eif-path hello.eif --debug-mode --enclave-cid 16

Enklaven auflisten

Wenn Sie einen EC2-Host kompromittieren, ist es möglich, eine Liste der laufenden Enklavenbilder mit:

nitro-cli describe-enclaves

Es ist nicht möglich, eine Shell innerhalb eines laufenden Enklavenbildes zu erhalten, da dies der Hauptzweck der Enklave ist. Wenn Sie jedoch den Parameter --debug-mode verwendet haben, ist es möglich, die stdout davon mit:

ENCLAVE_ID=$(nitro-cli describe-enclaves | jq -r ".[0].EnclaveID")
nitro-cli console --enclave-id ${ENCLAVE_ID}

Enklaven beenden

Wenn ein Angreifer eine EC2-Instanz kompromittiert, wird er standardmäßig nicht in der Lage sein, eine Shell darin zu erhalten, aber er wird in der Lage sein, sie zu beenden mit:

nitro-cli terminate-enclave --enclave-id ${ENCLAVE_ID}

Vsocks

Der einzige Weg, um mit einem enclave laufenden Image zu kommunizieren, ist die Verwendung von vsocks.

Virtual Socket (vsock) ist eine Socket-Familie in Linux, die speziell entwickelt wurde, um die Kommunikation zwischen virtuellen Maschinen (VMs) und ihren Hypervisoren oder zwischen VMs untereinander zu erleichtern. Vsock ermöglicht eine effiziente, bidirektionale Kommunikation, ohne auf den Netzwerk-Stack des Hosts angewiesen zu sein. Dies macht es VMs möglich, auch ohne Netzwerkkonfigurationen zu kommunizieren, indem sie eine 32-Bit Context ID (CID) und Portnummern verwenden, um Verbindungen zu identifizieren und zu verwalten. Die vsock API unterstützt sowohl Stream- als auch Datagram-Socket-Typen, ähnlich wie TCP und UDP, und bietet ein vielseitiges Werkzeug für Anwendungen auf Benutzerebene in virtuellen Umgebungen.

Daher sieht eine vsock-Adresse so aus: <CID>:<Port>

Um die CIDs der laufenden Enclave-Images zu finden, können Sie einfach den folgenden Befehl ausführen und die EnclaveCID abrufen:

nitro-cli describe-enclaves

[
{
"EnclaveName": "secure-channel-example",
"EnclaveID": "i-0bc274f83ade02a62-enc18ef3d09c886748",
"ProcessID": 10131,
    "EnclaveCID": 16,
    "NumberOfCPUs": 2,
"CPUIDs": [
1,
3
],
"MemoryMiB": 1024,
"State": "RUNNING",
"Flags": "DEBUG_MODE",
"Measurements": {
"HashAlgorithm": "Sha384 { ... }",
"PCR0": "e199261541a944a93129a52a8909d29435dd89e31299b59c371158fc9ab3017d9c450b0a580a487e330b4ac691943284",
"PCR1": "bcdf05fefccaa8e55bf2c8d6dee9e79bbff31e34bf28a99aa19e6b29c37ee80b214a414b7607236edf26fcb78654e63f",
"PCR2": "2e1fca1dbb84622ec141557dfa971b4f8ea2127031b264136a20278c43d1bba6c75fea286cd4de9f00450b6a8db0e6d3"
}
}
]

Beachten Sie, dass es vom Host aus keine Möglichkeit gibt zu wissen, ob eine CID einen Port exponiert! Es sei denn, Sie verwenden einen vsock-Port-Scanner wie https://github.com/carlospolop/Vsock-scanner.

Vsock Server/Listener

Hier finden Sie ein paar Beispiele:

• https://github.com/aws-samples/aws-nitro-enclaves-workshop/blob/main/resources/code/my-first-enclave/secure-local-channel/server.py

Einfacher Python Listener

```python #!/usr/bin/env python3

From

https://medium.com/@F.DL/understanding-vsock-684016cf0eb0

import socket

CID = socket.VMADDR_CID_HOST PORT = 9999

s = socket.socket(socket.AF_VSOCK, socket.SOCK_STREAM) s.bind((CID, PORT)) s.listen() (conn, (remote_cid, remote_port)) = s.accept()

print(f"Connection opened by cid={remote_cid} port={remote_port}")

while True: buf = conn.recv(64) if not buf: break

print(f"Received bytes: {buf}")

</details>
```bash
# Using socat
socat VSOCK-LISTEN:<port>,fork EXEC:"echo Hello from server!"

Vsock-Client

Beispiele:

• https://github.com/aws-samples/aws-nitro-enclaves-workshop/blob/main/resources/code/my-first-enclave/secure-local-channel/client.py