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16.8. IBM Z에서 IBM Secure Execution 설정

IBM Z 하드웨어를 사용하여 RHEL 8 호스트를 실행하는 경우 VM에 대한 IBM Secure Execution 기능을 구성하여 VM(가상 머신)의 보안을 개선할 수 있습니다.

IBM Secure Execution(보호된 가상화이라고도 함)을 사용하면 호스트 시스템이 VM의 상태 및 메모리 콘텐츠에 액세스할 수 없습니다. 따라서 호스트가 손상되어도 게스트 운영 체제를 공격하기 위한 벡터로 사용할 수 없습니다. 또한 Secure Execution을 사용하여 신뢰할 수 없는 호스트가 VM에서 중요한 정보를 얻지 못하도록 할 수 있습니다.

IBM Secure Execution를 활성화하여 IBM Z 호스트의 기존 VM을 보안 VM으로 변환할 수 있습니다.

중요

프로덕션 환경 보안을 위해 워크로드를 더욱 안전하게 보호하는 방법을 설명하는 Secure Execution를 사용하여 워크로드를 완전히 보호하는 방법에 대한 IBM 설명서 를 참조하십시오.

사전 요구 사항

  • 시스템 하드웨어는 다음 중 하나입니다.

    • IBM z15 이상
    • IBM LinuxONE III 이상

  • 시스템에 대해 보안 실행 기능이 활성화되어 있습니다. 확인하려면 다음을 사용합니다. 

    # grep facilities /proc/cpuinfo | grep 158
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    이 명령을 실행하면 CPU가 Secure Execution과 호환됩니다.

  • 커널에는 보안 실행 지원이 포함됩니다. 확인하려면 다음을 사용합니다. 

    # ls /sys/firmware | grep uv
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    명령이 출력을 생성하는 경우 커널은 보안 실행을 지원합니다.

  • 호스트 CPU 모델에는 압축 해제 기능이 포함되어 있습니다. 확인하려면 다음을 사용합니다. 

    # virsh domcapabilities | grep unpack
<feature policy='require' name='unpack'/>
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    명령이 위의 출력을 생성하는 경우 CPU 호스트 모델은 Secure Execution과 호환됩니다.

  • VM의 CPU 모드는 host-model 로 설정되어 있습니다. 

    # virsh dumpxml <vm_name> | grep "<cpu mode='host-model'/>"
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    명령에서 출력을 생성하는 경우 VM의 CPU 모드가 올바르게 설정됩니다.

  • 호스트에서 직접 VM 이미지를 수정하려는 경우 guestfs-tools 패키지가 호스트에 설치됩니다. 

    # yum install guestfs-tools
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  • IBM Z 호스트 키 문서를 얻고 확인했습니다. 자세한 내용은 IBM 문서의 호스트 키 문서 확인을 참조하십시오.

절차

호스트에서 다음 단계를 수행합니다.

  1. prot_virt=1 커널 매개 변수를 호스트의 부팅 구성에 추가합니다. 

    # grubby --update-kernel=ALL --args="prot_virt=1"
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  2. 부팅 메뉴를 업데이트합니다.

    # zipl

  3. virsh edit 를 사용하여 보안하려는 VM의 XML 구성을 수정합니다.

  4. &lt ;launchSecurity type="s390-pv"/ >를 < /devices > 줄 아래에 추가합니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 

    [...]
    </memballoon>
  </devices>
  <launchSecurity type="s390-pv"/>
</domain>
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  5. 구성의 < devices > 섹션에 virtio-rng 장치( <rng model="virtio"> )가 포함된 경우 <rng> </rng > 블록의 모든 행을 제거하십시오.

다음 섹션 중 하나에서 단계를 진행합니다. 게스트에 로그인하여 보안 실행을 위해 수동으로 구성하거나 스크립트 및 guestfs-tools 를 사용하여 호스트에서 직접 게스트 이미지를 구성할 수 있습니다.

보안 실행을 위해 VM 수동 구성

보호하려는 VM 의 게스트 운영 체제에서 다음 단계를 수행합니다.

  1. 매개 변수 파일을 생성합니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 

    # touch ~/secure-parameters
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  2. /boot/loader/entries 디렉토리에서 최신 버전으로 부트 로더 항목을 식별합니다. 

    # ls /boot/loader/entries -l
[...]
-rw-r--r--. 1 root root  281 Oct  9 15:51 3ab27a195c2849429927b00679db15c1-4.18.0-240.el8.s390x.conf
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  3. 부트 로더 항목의 커널 옵션 행을 검색합니다. 

    # cat /boot/loader/entries/3ab27a195c2849429927b00679db15c1-4.18.0-240.el8.s390x.conf | grep options
options root=/dev/mapper/rhel-root
crashkernel=auto
rd.lvm.lv=rhel/root rd.lvm.lv=rhel/swap
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  4. 생성된 매개 변수 파일에 options 행의 내용을 추가하고 swiotlb=262144 를 추가합니다. 

    # echo "root=/dev/mapper/rhel-root crashkernel=auto rd.lvm.lv=rhel/root rd.lvm.lv=rhel/swap swiotlb=262144" > ~/secure-parameters
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  5. 새 IBM Secure Execution 이미지를 생성합니다.

    예를 들어 다음은 secure -parameters 파일, /boot/ initramfs-4.18.0 -000201C048.crt 호스트 키 문서를 사용하여 /boot/vmlinuz-4.18.0- img 초기 RAM 디스크 파일을 기반으로 /boot/secure- image 보안 이미지를 생성합니다. 

    # genprotimg -i /boot/vmlinuz-4.18.0-240.el8.s390x -r /boot/initramfs-4.18.0-240.el8.s390x.img -p ~/secure-parameters -k HKD-8651-00020089A8.crt -o /boot/secure-image
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    genprotimg 유틸리티를 사용하면 커널 매개 변수, 초기 RAM 디스크 및 부팅 이미지가 포함된 보안 이미지를 생성합니다.

  6. VM의 부팅 메뉴를 업데이트하여 보안 이미지에서 부팅합니다. 또한 initrd 및 옵션으로 시작하는 행을 필수가 아니므로 제거합니다.

    예를 들어 RHEL 8.3 VM에서 /boot/loader/entries/ 디렉터리에서 부팅 메뉴를 편집할 수 있습니다. 

    # cat /boot/loader/entries/3ab27a195c2849429927b00679db15c1-4.18.0-240.el8.s390x.conf
title Red Hat Enterprise Linux 8.3
version 4.18.0-240.el8.s390x
linux /boot/secure-image
[...]
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  7. 부팅 가능한 디스크 이미지를 생성합니다. 

    # zipl -V
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  8. 보호되지 않은 원본 파일을 안전하게 제거합니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 

    # shred /boot/vmlinuz-4.18.0-240.el8.s390x
# shred /boot/initramfs-4.18.0-240.el8.s390x.img
# shred secure-parameters
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    원래 부팅 이미지, 초기 RAM 이미지 및 커널 매개 변수 파일은 보호되지 않으며 제거되지 않은 경우 Secure Execution이 활성화된 VM은 여전히 해킹 시도 또는 민감한 데이터 수집에 취약해질 수 있습니다.

호스트에서 직접 보안 실행을 위해 VM 구성

guestfs-tools 를 사용하여 수동으로 부팅하지 않고 기존 이미지를 수정할 수 있습니다. 그러나 테스트 및 개발 환경에서만 다음 예제를 사용하십시오. 프로덕션 환경 보안에 대한 자세한 내용은 보안 실행을 사용하여 워크로드를 완전히 보호하는 방법에 대한 IBM 설명서를 참조하십시오.

호스트에서 다음 단계를 수행합니다.

  1. 호스트 키 문서가 포함된 스크립트를 생성하고 보안 실행을 사용하도록 기존 VM을 구성합니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 

    #!/usr/bin/bash

echo "$(cat /proc/cmdline) swiotlb=262144" > parmfile

cat > ./HKD.crt << EOF
-----BEGIN CERTIFICATE-----
1234569901234569901234569901234569901234569901234569901234569900
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xLPRGYwhmXzKDg==
-----END CERTIFICATE-----
EOF

version=$(uname -r)

kernel=/boot/vmlinuz-$version
initrd=/boot/initramfs-$version.img

genprotimg -k ./HKD.crt -p ./parmfile -i $kernel -r $initrd -o /boot/secure-linux --no-verify

cat >> /etc/zipl.conf<< EOF

[secure]
target=/boot
image=/boot/secure-linux
EOF

zipl -V

shutdown -h now
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  2. VM이 종료되었는지 확인합니다.

  3. guestfs-tools 를 사용하여 기존 VM 이미지에 스크립트를 추가하고 처음 부팅할 때 실행되도록 표시합니다. 

    # virt-customize -a <vm_image_path> --selinux-relabel --firstboot <script_path>
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  4. 추가된 스크립트를 사용하여 이미지에서 VM을 부팅합니다.

    이 스크립트는 처음 부팅할 때 실행된 다음 VM을 다시 종료합니다. 결과적으로 VM은 이제 해당 호스트 키가 있는 호스트에서 Secure Execution를 사용하여 실행되도록 구성됩니다.

검증

  • 호스트에서 virsh dumpxml 유틸리티를 사용하여 보안 VM의 XML 구성을 확인합니다. 설정에는 < launchSecurity type="s390-pv"/ > 요소와 <rng model="virtio"> 요소가 포함되어야 합니다. 

    # virsh dumpxml vm-name
[...]
  <cpu mode='host-model'/>
  <devices>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2' cache='none' io='native'>
      <source file='/var/lib/libvirt/images/secure-guest.qcow2'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
    </disk>
    <interface type='network'>
      <source network='default'/>
      <model type='virtio'/>
    </interface>
    <console type='pty'/>
    <memballoon model='none'/>
  </devices>
  <launchSecurity type="s390-pv"/>
</domain>
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