1、零信任架構(gòu)的中心
無論是NIST還是Beyondcorp還是SDP，所有零信任架構(gòu)中，最中心的部分都是“安全網(wǎng)關(guān)”。下圖是NIST的零信任架構(gòu)圖，圖中藍(lán)框里就是“安全網(wǎng)關(guān)”。
從圖中可以看到安全網(wǎng)關(guān)的作用為：
(1)安全網(wǎng)關(guān)隔開了左側(cè)外網(wǎng)和右側(cè)內(nèi)網(wǎng)。用戶在左側(cè)網(wǎng)絡(luò)中。用戶想獲取右側(cè)的數(shù)據(jù)資源，只能通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)入。網(wǎng)關(guān)就像是門衛(wèi)一樣，合法的讓進(jìn)，不合法的攔住。
(2)所有的安全策略都由網(wǎng)關(guān)執(zhí)行。零信任要求對用戶的身份、設(shè)備、行為路徑等等多個方面進(jìn)行檢測和判斷，檢測結(jié)果由網(wǎng)關(guān)執(zhí)行。用戶的請求到網(wǎng)關(guān)之后，網(wǎng)關(guān)解析出請求中的用戶信息，然發(fā)給各個策略檢測模塊。所有的檢測結(jié)果都匯聚到網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)最終執(zhí)行。
下面介紹安全網(wǎng)關(guān)的具體架構(gòu)。
2、Web代理網(wǎng)關(guān)
Beyondcorp是世界上最早落地的零信任項目，Beyondcorp網(wǎng)關(guān)的名字叫“訪問代理”(Access Proxy)，如下圖所示。
Beyondcorp的安全網(wǎng)關(guān)實(shí)際上相當(dāng)于一個“Web代理”，只支持web網(wǎng)站的接入，不支持c/s架構(gòu)的應(yīng)用。這個網(wǎng)關(guān)可以用類似Nginx的代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。
Web代理網(wǎng)關(guān)的功能包括：
(1)轉(zhuǎn)發(fā)請求。這是代理服務(wù)器最基礎(chǔ)的功能。網(wǎng)關(guān)根據(jù)用戶訪問的域名不同，分別轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)后面的不同服務(wù)器。
(2)獲取身份。從架構(gòu)圖中可以看到，Beyondcorp架構(gòu)中還包括“單點(diǎn)登錄”。所以，網(wǎng)關(guān)對用戶身份的判斷可能也是通過單點(diǎn)登錄的token實(shí)現(xiàn)的。
Beyondcorp架構(gòu)中，客戶端是一個Chrome瀏覽器上的代理插件。用戶訪問數(shù)據(jù)時，插件應(yīng)該在cookie或包頭中加上了代表用戶身份的token。
Beyondcorp還要驗(yàn)證設(shè)備信息。設(shè)備信息可能也是用類似的方式，通過瀏覽器插件把信息插進(jìn)包頭里帶給網(wǎng)關(guān)的。
(3)驗(yàn)證身份。網(wǎng)關(guān)可以將訪問者的身份信息發(fā)給Beyondcorp的身份管理模塊。身份管理模塊進(jìn)行對比和判斷，然后返回驗(yàn)證結(jié)果。
為了提升驗(yàn)證速度，可以把身份信息在網(wǎng)關(guān)上也存儲一份。
這一步會非常影響網(wǎng)關(guān)的性能，所以要看一個零信任產(chǎn)品好不好，就看網(wǎng)關(guān)的驗(yàn)證算法快不快了。
(4)放行或攔截。網(wǎng)關(guān)根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果決定將訪問請求轉(zhuǎn)發(fā)到真實(shí)的服務(wù)器上，或者轉(zhuǎn)發(fā)到報錯頁面上。(Beyondcorp的報錯頁面上會引導(dǎo)用戶去自助申請權(quán)限，這個體驗(yàn)做得非常很好。)
Web代理網(wǎng)關(guān)的好處：
(1)預(yù)驗(yàn)證、預(yù)授權(quán)。只有通過身份驗(yàn)證的用戶才能接入企業(yè)資源，其他人會被攔在外面，完全碰不到企業(yè)資源，相當(dāng)于在整個資源外面多了一層防護(hù)罩。
(2)持續(xù)監(jiān)控。所有流量都是通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的，所以網(wǎng)關(guān)可以持續(xù)對用戶的流量進(jìn)行設(shè)備健康狀態(tài)和用戶行為狀態(tài)的檢測。如果發(fā)現(xiàn)異常，可以立即進(jìn)行攔截阻斷。
3、零信任的客戶端
下面簡單介紹一下web代理網(wǎng)關(guān)需要什么樣的客戶端來配合。
因?yàn)锽eyondcorp是谷歌自己內(nèi)部用的，所以他的客戶端是用Chrome瀏覽器插件實(shí)現(xiàn)的。
國內(nèi)瀏覽器市場比較亂，沒法用插件做，所以國內(nèi)很多做零信任的廠商都是自己開發(fā)了一個瀏覽器作為客戶端。
瀏覽器的技術(shù)要求很高。瀏覽器的好處是對終端的管控能力強(qiáng)。但是要兼容企業(yè)的老舊系統(tǒng)，所以對內(nèi)核兼容性要求很高。而且瀏覽器本身就是個很大的產(chǎn)品，代碼幾千萬行，要維護(hù)這么大的產(chǎn)品是很難的。
其實(shí)，不用瀏覽器，做一個桌面代理程序也可以達(dá)到效果。國外廠商用瀏覽器做客戶端的也比較少。那國內(nèi)為啥喜歡瀏覽器呢?因?yàn)閲鴥?nèi)最早做零信任的公司本來就是做瀏覽器起家的(我就在這個公司)。我們設(shè)計架構(gòu)的時候，順手就帶上了瀏覽器。國內(nèi)廠商愛跟風(fēng)，都跟著學(xué)，后來就都跟著跳進(jìn)瀏覽器的坑里了。沒想到現(xiàn)在瀏覽器竟然成為國內(nèi)零信任的標(biāo)配了。【捂臉笑】
4、隱身網(wǎng)關(guān)
以前我介紹過SDP的隱身黑科技。SDP架構(gòu)里隱身網(wǎng)關(guān)的作用類似于防火墻。隱身網(wǎng)關(guān)對用戶的身份進(jìn)行檢測，對合法用戶打開防火墻的端口。對非法用戶來說，所有端口都是關(guān)閉的。
如果把隱身網(wǎng)關(guān)放在web代理之前的話，可以增強(qiáng)安全網(wǎng)關(guān)的“隱身”防護(hù)能力，抵抗針對web代理網(wǎng)關(guān)的漏洞掃描或者DDoS攻擊，如下圖。
隱身網(wǎng)關(guān)的功能流程為：
(1)默認(rèn)關(guān)閉所有端口。默認(rèn)情況下，對網(wǎng)關(guān)IP進(jìn)行掃描，會發(fā)現(xiàn)端口都是關(guān)閉的。
(2)申請放行。用戶在正常通信之前，先向隱身網(wǎng)關(guān)發(fā)出一個專門用于申請放行的數(shù)據(jù)包。這個數(shù)據(jù)包中包含用戶身份信息。
(3)驗(yàn)證身份。隱身網(wǎng)關(guān)接收用戶的數(shù)據(jù)包，解析出用戶的身份，并對身份進(jìn)行檢測。
(4)放行或攔截。身份合法的話，隱身網(wǎng)關(guān)會對用戶的IP地址定向開放端口。對其他用戶來說，端口還是關(guān)閉的。
(5)正常通信。放行之后，用戶就可以正常跟web代理網(wǎng)關(guān)通信了。
4、網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)
只有web代理網(wǎng)關(guān)的話，C/S架構(gòu)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)沒法用，遠(yuǎn)程運(yùn)維連接SSH、連接數(shù)據(jù)庫等等也不行。一個完整的零信任方案應(yīng)該支持這些場景。
其實(shí)，RDP和SSH也有web形式的方案。這兩周協(xié)議也走web代理網(wǎng)關(guān)之后，基本就可以解決95%的問題了。
但是剩下5%也不能放著不管。企業(yè)里可能有些老舊的客戶端或者瀏覽器插件，用的是自己的通信協(xié)議。這些場景沒法用web代理搞定，只能在客戶端的網(wǎng)絡(luò)層抓包，再通過網(wǎng)絡(luò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)。
在零信任網(wǎng)關(guān)中增加一個模塊——網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)，如下圖。用戶訪問Web網(wǎng)站的時候，走Web代理網(wǎng)關(guān)。其他C/S架構(gòu)的場景，走網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)。
很多零信任產(chǎn)品是用VPN來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)的，包括Beyondcorp也是把C/S架構(gòu)的場景交給VPN了。
目前最新一代的VPN協(xié)議是wireguard協(xié)議，用wireguard來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)是個不錯的選擇。
wireguard最大的特點(diǎn)就是代碼非常簡潔。wireguard全部只有4千行，傳統(tǒng)VPN至少有幾萬行。代碼少，就意味著運(yùn)行效率更高，更快，更穩(wěn)定，同時漏洞也更少。
wireguard的通信流程簡述如下。
(1)客戶端創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡，抓取用戶流量。這里要限制不能全部抓取，應(yīng)該只抓取用戶有權(quán)訪問的流量。
(2)申請隱身網(wǎng)關(guān)放行。
(3)與網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)建立連接。Wireguard將抓到的流量進(jìn)行UDP封裝，封裝過程中進(jìn)行加密。與傳統(tǒng)VPN協(xié)議不同，wireguard的加密過程采用了更高級的加密方法“Cryptokey Routing”?？蛻舳撕途W(wǎng)關(guān)各有一對公私鑰，公鑰發(fā)給對方。通信時先用對方的公鑰進(jìn)行加密，對方再用私鑰解密。這里面，公私鑰是跟用戶身份綁定的，每個用戶都用單獨(dú)一套公私鑰。這樣的加密強(qiáng)度基本是不可破解的。
(4)網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)檢測用戶身份。身份信息是在封裝過程中插入數(shù)據(jù)包頭部的。
(5)正常通信。
網(wǎng)絡(luò)隧道網(wǎng)關(guān)的作用是覆蓋更多使用場景，讓零信任架構(gòu)更完整。但是在性能上可能不如Web代理網(wǎng)關(guān)。而且暴露了網(wǎng)絡(luò)層的資源，安全性上更低。
所以這兩者是相互補(bǔ)充的關(guān)系。如果只看到隧道網(wǎng)關(guān)所有場景都能支持，就把web代理網(wǎng)關(guān)扔了，那就是丟了西瓜撿芝麻了。
我還見過一些廠商只有隧道網(wǎng)關(guān)，web代理和隱身網(wǎng)關(guān)都沒有。沒有隱身防護(hù)的話，相當(dāng)于隧道網(wǎng)關(guān)還是對外暴露的，很不安全。我當(dāng)時試過攻擊他的51820端口(wireguard的默認(rèn)端口)。每秒1萬個包過去，直接就把那個廠商的產(chǎn)品搞癱瘓了。
所以，沒有隱身網(wǎng)關(guān)保護(hù)的隧道網(wǎng)關(guān)是很脆弱的。
5、API網(wǎng)關(guān)
現(xiàn)在，用戶的訪問場景都覆蓋了，但是服務(wù)器之間的訪問還沒有管控。服務(wù)器之間的訪問需要API網(wǎng)關(guān)來管理，如下圖。
第三方服務(wù)器調(diào)取被保護(hù)資源的API時，需要進(jìn)行身份驗(yàn)證。具體流程為：
(1)申請隱身網(wǎng)關(guān)放行。
(2)通過API網(wǎng)關(guān)的身份驗(yàn)證。多數(shù)API都是Http協(xié)議的，所以這個過程與web代理網(wǎng)關(guān)類似。
第三方服務(wù)器在通信時，將自己的身份信息插入數(shù)據(jù)包的頭部。API網(wǎng)關(guān)從包頭獲取身份進(jìn)行驗(yàn)證，并判斷是否放行。
(3)正常通信。
6、網(wǎng)關(guān)集群
到這里已經(jīng)形成了一個完整的零信任安全網(wǎng)關(guān)。不過這只是單機(jī)版，只適用于中小型企業(yè)。
大型企業(yè)還有其他需求：
(1)多數(shù)據(jù)中心：業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)器分別部署在多個數(shù)據(jù)中心或者多個公有云上。
(2)集群：大型企業(yè)用戶量大，一臺網(wǎng)關(guān)性能肯定支撐不住。
(3)高可用：所有流量都要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，一旦網(wǎng)關(guān)down掉，所有用戶都會受影響，所以必須有高可用方案，一臺壞了，自動切換到另一臺。當(dāng)然，集群也能實(shí)現(xiàn)高可用。
(4)分布式：如果企業(yè)在全國各地都有分公司，或者跨國企業(yè)在國外也有分公司，那么網(wǎng)關(guān)必須也是分布式的，讓用戶能夠就近接入，保證用戶的訪問速度。
一個成熟的零信任架構(gòu)應(yīng)該滿足這些需求，如下圖。
網(wǎng)關(guān)的集群方案跟零信任架構(gòu)中的管控中心密不可分。管控中心管理所有網(wǎng)關(guān)，用戶在什么情況下該連接哪個網(wǎng)關(guān)，也是有管控中心統(tǒng)一管理。具體流程這里就不做深入介紹了。
7、總結(jié)
安全網(wǎng)關(guān)是零信任架構(gòu)的中心，是零信任理念的執(zhí)行者。安全網(wǎng)關(guān)通常會部署在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的入口，對企業(yè)影響非常大。因此，網(wǎng)關(guān)對各種協(xié)議是否都能支持，網(wǎng)關(guān)是否支持高可用，加密通信的性能和穩(wěn)定性，是零信任安全網(wǎng)關(guān)最重要的評價指標(biāo)。
文章來源：白話零信任
