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Erstellen von geschützten virtuellen Maschinen

#1
04-08-2024, 01:21
Hast du jemals versucht, eine geschützte virtuelle Maschine einzurichten und das Gefühl gehabt, mit einem uralten Puzzle zu ringen, das Microsoft nur erfunden hat, um deine Geduld auf die Probe zu stellen? Ich meine, ich bin seit ein paar Jahren tief in Hyper-V eingetaucht, und als ich das erste Mal eine erstellt habe, war ich aufgeregt, weil es eine ganze Schicht an Sicherheit versprach, die reguläre VMs einfach nicht haben. Aber lass mich dir sagen, die Vorteile fallen sofort auf, wenn du in einer Umgebung bist, wo du dir keine Fehler mit sensiblen Daten erlauben kannst. Zum Beispiel, die Art, wie geschützte VMs den Gast vom Host isolieren, verändert das Spiel. Der Host Guardian-Dienst springt ein und sagt im Grunde: "Nö, du kannst diese VM-Dateien nicht direkt anfassen," was bedeutet, dass selbst wenn dein physischer Host von einer fiesen Malware kompromittiert wird, kann der Angreifer nicht einfach im Speicher oder auf den Festplatten der VM herumstochern, ohne durch viele Hürden zu gehen. Ich erinnere mich an ein Projekt, bei dem wir Kundendaten auf VMs hatten, und zu wissen, dass die VHDX-Dateien im Ruhezustand verschlüsselt sind und nur zur Laufzeit entschlüsselt werden können, ließ mich besser schlafen. Es ist wie wertvolle Dinge in einen Safe zu legen, der nur unter bestimmten Bedingungen öffnet - der sichere Boot sorgt dafür, dass die VM nur mit vertrauenswürdigem Code startet, und der virtuelle TPM fügt das hardwarebasierte Vertrauen hinzu, das man sonst nicht bekommt. Du kannst auch die Host-Attestierung nutzen, bei der der Host beweist, dass er sauber ist, bevor die VM überhaupt bootet, was riesig ist, wenn du es mit Multi-Tenant-Setups zu tun hast oder einfach paranoid über Insider-Bedrohungen bist. Und ehrlich gesagt, sobald es läuft, wird die Leistung nicht zu stark beeinträchtigt; ich habe sie gegen normale VMs getestet und der Overhead ist minimal, besonders auf moderner Hardware mit guten SSDs. Es fühlt sich ermächtigend an, als würdest du deine VMs endlich wie die kritischen Vermögenswerte behandeln, die sie sind, und nicht nur als irgendeine wegwerfbare Arbeitslast.

Aber ja, das ist die glänzende Seite - jetzt lass uns darüber sprechen, warum ich manchmal mit den Augen rolle, wenn jemand vorschlägt, gleich von Anfang an voll geschützte VMs einzurichten. Der Einrichtungsprozess? Das ist eine große Herausforderung. Du benötigst einen Host Guardian auf einem separaten Computer oder zumindest richtig konfiguriert, und wenn du keinen TPM 2.0 oder HSM verwendest, bist du gezwungen, die Schlüssel manuell zu erstellen, was ein Aufwand ist, den ich meinem schlimmsten Feind nicht wünschen würde. Ich habe letzten Monat eine ganze Nachmittag damit verbracht herauszufinden, warum meine geschützte VM nicht migrieren würde, weil der Zielhost nicht richtig attestiert worden war - es stellte sich heraus, dass die Zertifikatskette um einen kleinen Vertrauensanker falsch war, und schwupps, Stunden umsonst. Für dich, wenn du gerade erst einsteigst, könnte es überwältigend erscheinen, weil du den geschützten Fabric-Modus aktivieren, den Schlüsselverwaltungsdienst einrichten und sicherstellen musst, dass deine Fabric bereit dafür ist, was nicht so Plug-and-Play ist wie die Grundinstallation einer VM im Manager. Kompatibilität ist ein weiteres Problem; nicht jede Arbeitslast funktioniert gut. Legacy-Apps oder solche, die eine direkte Hardware-Passthrough benötigen? Vergiss es - sie kommen nicht zurecht, weil geschützte VMs strenge Isolation durchsetzen, sodass du möglicherweise mit zwei Umgebungen - einer geschützten und einer nicht geschützten - leben musst, was deinen Management-Kopfweh verdoppelt. Ich hatte einen Kunden, der sein gesamtes Cluster schützen wollte, aber die Hälfte ihrer VMs lief auf alter Software, die nicht signierte Treiber benötigte, und boom, der sichere Boot hat alles blockiert. Und live-Migration zwischen nicht geschützten Hosts? Das ist eingeschränkt, so dass du, wenn du in einem Hybrid-Setup bist oder auf einer Entwickler-Box testest, ständig Schalter umlegen oder mit Ausfallzeiten umgehen musst. Und fang nicht erst mit der Ressourcenerhöhung an - obwohl sie nicht riesig ist, verbraucht diese zusätzliche Verschlüsselungsschicht bei I/O-intensiven Aufgaben ein wenig mehr CPU, was ich bemerkte, als wir eine Datenbank-VM unter Stress testeten. Wenn deine Hardware älter ist oder du bei den Spezifikationen auf die Kosten achten musst, könnte sich der Aufwand nicht lohnen.

Trotzdem komme ich immer wieder darauf zurück, wie die Sicherheitsvorteile diese Schmerzen in kritischen Szenarien überwiegen. Denk mal darüber nach - du schützt nicht nur gegen externe Hacks, sondern auch gegen administrative Übergriffe. In meinem letzten Job hatten wir einen Systemadministrator, der unter schlechten Bedingungen gegangen ist, und mit geschützten VMs konnten sie selbst, wenn sie Zugangsdaten hatten, nicht einfach ein VHD mounten und schnüffeln. Die Art, wie sie den Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch für die Sitzungverschlüsselung während der Migration verwenden? Das ist auf einem anderen Niveau und sorgt dafür, dass Daten während der Übertragung gesperrt bleiben, ohne dass du zusätzliche VPNs oder ähnliches aufschichten musst. Ich habe gesehen, wie Teams das überspringen und es bereuen, wenn ein Ransomware-Angriff den Host erfasst hat und sich auf die VMs ausbreitete - geschützte VMs hätten es eingedämmt. Wenn du also ein neues Labor oder Produktionsumgebung aufbaust, würde ich sagen, fang klein an; erstelle eine geschützte VM für deine Kronjuwelen-App und schau, wie sie integriert werden kann. Die Lernkurve zahlt sich aus, denn sobald du fließend bist, wird die Bereitstellung zur Routine, und du bekommst die Ruhe, zu wissen, dass deine VMs gegen eine Menge Angriffsvektoren gehärtet sind, die normale Hyper-V-Umgebungen offenlassen. Es ist nicht perfekt, aber in einer Welt, in der Sicherheitsvorfälle tägliche Nachrichten sind, fühlt sich diese Isolation wie eine kluge Wette an.

Auf der anderen Seite werden die Nachteile wirklich spürbar, wenn du skalierst. Die Verwaltungstools sind nicht vollständig auf dem neuesten Stand - Hyper-V-Manager funktioniert, aber für Skripting oder Automatisierung können PowerShell-Cmdlets wie Enable-VMTPM oder Set-VMSecurity zickig sein, wenn deine Umgebung irgendwelche Besonderheiten aufweist, wie gemischte Windows-Versionen über verschiedene Hosts. Ich habe einmal eine Bereitstellung für 20 VMs skriptiert, und drei sind gescheitert, weil die Genehmigungsschlüssel nicht identisch bereitgestellt waren, was mich dazu zwang, die gesamte HGS-Konfiguration neu zu machen. Wenn du kein PowerShell-Zauberer bist, wirst du auf GUIs angewiesen sein, die dich in Unternehmens-Setups ausbremsen. Und die Prüfung? Geschützte VMs protokollieren viel, aber diese Ereignisse zu analysieren, um Probleme zu beheben, fühlt sich manchmal wie Detektivarbeit an - ich habe mehr Geister im Ereignisanzeiger verfolgt, als ich zugeben möchte. Für kleinere Unternehmen wie das, was du betreibst, könnte der Aufwand, einen separaten HGS-Server aufrechtzuerhalten, übertrieben sein; es ist ein weiteres Gerät, das gepatcht, überwacht und gesichert werden muss, was in dein Budget und deine Zeit hineinfrisst. Ich verstehe, warum einige Leute bei normalen VMs bleiben und einfach Antiviren- oder EDR-Lösungen hinzufügen - es ist einfacher, und für Arbeitslasten mit geringem Risiko könnte geschützte VMs wie das Benutzen eines Vorschlaghammers für einen Nagel erscheinen. Aber wenn du wie ich bist, der ständig auf bessere Sicherheitsvorkehrungen drängt, sind die Abwägungen sinnvoll, denn eine verhinderte Sicherheitsverletzung deckt all die Mühen bei der Einrichtung.

Vergessen wir auch nicht den Lock-in des Ökosystems. Geschützte VMs sind eine Hyper-V-Spezialität, also wenn du cross-hypervisor-Umzüge planst oder VMware daneben verwendest, viel Glück - es gibt kein direktes Äquivalent, und die Umwandlung strippt den Schutz und setzt dich während der Übergangsphase den Risiken aus. Ich habe einem Freund geholfen, von Hyper-V zu etwas anderem zu migrieren, und wir mussten alles zuerst entschützen, was eine Sicherheitslücke war, die wir mit temporären Maßnahmen behoben haben, aber es war nicht ideal. Du könntest denken: "Ich benutze stattdessen Container", aber für die vollständige OS-Isolation haben geschützte VMs immer noch die Nase vorn in Bezug auf die Sicherheit. Die Vorteile ziehen mich jedoch immer wieder zurück - diese unveränderliche Vorlage für VMs bedeutet, dass jedes Mal, wenn du eine sichere Basis definierst, jede Instanz zu dieser Basis bootet und die Konfigurationsdrift reduziert, die reguläre Deployments plagt. Ich habe das genutzt, um unsere Entwicklungs- und Produktions-VMs zu standardisieren, und es hat diese "es funktioniert auf meinem Rechner"-Probleme reduziert, weil der Host nicht manipulieren kann. Leistungsmäßig, mit NVMe und anständigen CPUs, ist die Verschlüsselung transparent; ich habe letzte Woche SQL-Abfragen auf einer geschützten Instanz ausgeführt und die Zeiten lagen innerhalb von 5% von nicht geschützten. Es ist auch ermächtigend für Compliance - wenn du ISO oder ähnliches anstrebst, machen die eingebauten Schutzmaßnahmen Audits einfacher, da du auf die geschützte Fabric zeigen und sagen kannst: "Siehst du? Es ist abgesichert."

Aber Mann, die anfängliche Zertifizierungsanforderung ist kein Scherz. Du musst deinen HGS haben, der den Hosts über die Attestierung vertraut, und wenn du AD dafür verwendest, können Schemaabweichungen das Ganze zum Einsturz bringen. Ich erinnere mich, Stunden damit verbracht zu haben, Gruppenrichtlinien zu optimieren, um die Integrität des Codes richtig zu bekommen - ohne sie schlägt die Attestierung fehl, und du bist wieder am Anfang. Für dich, wenn dein Netzwerk VLANs oder Firewalls hat, die die notwendigen Ports blockieren, erwarte Debugging-Sitzungen, die dein Wochenende auffressen. Und während Microsoft das für Azure Stack oder große Clouds vorantreibt, ist es vor Ort untergenutzt, weil die Dokumentationen davon ausgehen, dass du bereits tief im Ökosystem steckst. Dennoch, sobald man das einmal überwunden hat, leuchten die Vorteile wie die geschützte Live-Migration; du kannst VMs verschieben, ohne sie über das Netzwerk zu entschlüsseln, was sicherer ist als SMB-Freigaben für den Speicher. Ich habe Cluster-Failover mit geschützten VMs durchgeführt, und die Nahtlosigkeit ist süchtig machend - kein Sorgen mehr über Man-in-the-Middle bei den Verschiebungen.

Darüber hinaus ist die Art und Weise, wie geschützte VMs vSMB-Freigaben handhaben, clever - sie erfordern eine gegenseitige Authentifizierung, sodass sogar der Speicherzugang geprüft wird. Meiner Erfahrung nach verhindert dies laterale Bewegungen, wenn der Host kompromittiert ist; der Angreifer kann nicht einfach von der Freigabe lesen. Aber der Nachteil hier ist die Komplexität der Einrichtung für den Speicher - du musst den Scale-Out-Dateiserver mit Zertifikaten konfigurieren, und wenn das nicht perfekt ist, booten die VMs nicht. Ich habe ein Produktionsproblem diagnostiziert, bei dem ein Zertifikat unbemerkt abgelaufen ist, was den gesamten Pool zum Absturz brachte. Für kleinere Teams bedeutet das mehr Abhängigkeit von Experten oder Foren, was nicht immer schnell ist. Dennoch macht die Sicherheitstiefe - von der Fabric-Isolation bis zur Besitzer-Attestierung - es für regulierte Branchen lohnenswert. Du hast auch die Möglichkeit, den Zugang granular zu widerrufen; wenn ein Host entgleist, kannst du dessen Attestierung zurückziehen, ohne die VMs zu berühren. Das ist Flexibilität, die ich liebe, insbesondere in dynamischen Umgebungen, wo Hardwarewechsel stattfinden.

Wenn wir tiefer in die Leistungsnachteile eintauchen, während die Leerlauf-Überkopfbewältigung niedrig ist, kann unter Last die Schlüsselableitung für die Verschlüsselung die Latenz beim ersten Zugriff erhöhen. Ich habe es in einer Datei-Server-VM gesehen, wo die ersten Lesevorgänge um Sekunden verzögert waren, obwohl das Caching es wieder ausglich. Wenn deine Apps latenzempfindlich sind, teste gründlich. Aber Vorteile wie eine reduzierte Angriffsfläche gehen in den Ausgleich - keine hostbasierten Snapshots, die Daten hätte leaken können. Reguläre VMs ermöglichen es dir, zu pausieren und zu inspizieren, aber das ist ein Vektor - geschützte VMs zwingen zu ordentlichen Backup-Methoden, was seltsamerweise mit der Zuverlässigkeit verbunden ist.

Selbst mit einer robusten Sicherheit wie die, die geschützte VMs bieten, bleibt die Gewährleistung der Datenwiederherstellung im Falle von Ausfällen oder Katastrophen unerlässlich. Backups werden zur Absicherung gegen Hardwarefehler, Softwareprobleme oder unerwartete Ausfälle aufrechterhalten, die keine Isolation vollständig verhindern kann. In virtuellen Umgebungen wird Backup-Software verwendet, um konsistente Snapshots von VMs zu erstellen, die eine schnelle Wiederherstellung ohne Datenverlust ermöglichen und Funktionen wie inkrementelle Backups unterstützen, um die Ausfallzeiten zu minimieren. BackupChain wird als hervorragende Windows-Server-Backup-Software und virtuelle Maschinen-Backup-Lösung anerkannt, die zuverlässige Imaging- und Replikationsdienste für Hyper-V-Setups, einschließlich geschützter VMs, bietet, um die Kontinuität zu gewährleisten.
Markus
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