هنگامی که به چشم‌انداز مدرن API نگاه می‌کنیم، هویت یک عنصر حیاتی در ارتباط ماشین با ماشین است. توانایی شناسایی ماشین مبدأ و مقصد در یک جریان، امکان تعاملات مطمئن و با حجم بالا را به‌صورت بی‌وقفه فراهم می‌کند و مکانیزم‌های امن‌تر و مقاوم‌تری برای تبادل و تبدیل داده‌ها ارائه می‌دهد.
در ادامه، به دو چارچوب هویتی نگاه خواهیم کرد: SPIFFE و SPIRE. بررسی خواهیم کرد که این چارچوب‌ها چه اهدافی دارند، نقش آن‌ها در شناسایی ایمن سیستم‌ها چیست و چگونه می‌توان از آن‌ها برای ایمن‌سازی بارکاری‌های Cloud-Native و ایجاد سیستم‌های بهتر استفاده کرد.
چرا هویت ماشین‌ها اهمیت دارد
واقعیت ساده در محاسبات مدرن و APIها این است که محیط عملیاتی هیچ‌گاه به این پیچیدگی نبوده است. سال‌ها پیش، ممکن بود انتظار داشته باشید فقط یک API یا یک مونولیت را در عملیات روزمره خود ببینید و این سیستم‌ها به ندرت برای چیزی جز به‌روزرسانی منابع، ارتباط وضعیت یا عملکردهای عمومی به سیستم‌های خارجی متصل می‌شدند.
اما اکنون، محیط محاسباتی متوسط شامل میکروسرویس‌ها، کانتینرهای موقتی، سیستم‌های توزیع‌شده و فدراسیون‌شده و پیاده‌سازی‌های Cloud-Native است که شرایط عملیاتی بسیار پیچیده‌ای ایجاد می‌کند.
این وضعیت ناهمگون بسیاری از روش‌های سنتی ما برای شناسایی و امن‌سازی سیستم‌ها را دشوار کرده است. کلیدهای API، گواهی‌ها، گذرواژه‌ها — این سیستم‌ها، هرچند هنوز ارزشمند هستند، برای جریان‌ها و اهداف خاص طراحی شده‌اند و اغلب دارای مشکلات و ملاحظات قابل توجهی بودند که نیازمند احراز هویت یا مجوز اضافی برای امنیت واقعی بودند.
بنابراین، شناسایی بارکاری‌ها به‌شدت اهمیت پیدا کرده است. شناسایی یک ماشین در شبکه ممکن است کاری ساده به نظر برسد، اما این موضوع هنگامی که ماشین‌ها و دستگاه‌ها در هزاران مورد در محیط‌های متوسط و صدها هزار مورد در محیط‌های چندملیتی پیچیده باشند، بسیار پیچیده می‌شود.
SPIFFE چیست؟
برای مقابله با این مشکل، راه‌حلی به نام SPIFFE توسعه یافته است. SPIFFE، یا چارچوب هویت تولید امن برای همه، یک چارچوب استاندارد متن‌باز است که اجازه می‌دهد هر سیستمی به‌صورت امن شناسایی شود.
SPIFFE چگونه کار می‌کند؟
SPIFFE با پیوست یک شناسه SPIFFE به یک بارکاری خاص کار می‌کند. این شناسه یک شناسه یکتا است که بارکاری مورد نظر را شناسایی می‌کند و فرم آن به صورت زیر است:spiffe://trustdomain/workload_identifier
این شناسه‌ها در داخل حوزه اعتماد (trust domain) عمل می‌کنند، که همان ریشه سیستم مورد اعتماد است. SPIFFE اشاره می‌کند که این می‌تواند به معنای سازمان‌ها، دپارتمان‌ها و یا سایر موجودیت‌ها باشد. نکته کلیدی این است که حوزه اعتماد اساساً نهاد کنترل‌کننده شناسایی است و به شما اجازه می‌دهد شناسه SPIFFE را با کلیدهای ریشه حوزه اعتماد مقایسه کنید.
در نهایت، سند هویت قابل تأیید SPIFFE، سند هویتی است که هویت دارنده شناسه را به موجودیتی که آن را استعلام می‌کند، اثبات می‌کند. این سند از امضای امضاکننده حوزه اعتماد استفاده می‌کند و امکان تأیید در محیط‌های متنوع را فراهم می‌سازد. اگرچه این مشابه فرآیند سنتی مدل مرجع گواهی‌دهنده (CA) است، SPIFFE اجازه می‌دهد حوزه‌های اعتماد برای تفکیک سرویس‌ها بر اساس فرم، عملکرد و سطح اعتماد استفاده شوند و این امکان، قابلیت جابجایی را فراهم کرده و امنیت کلی را با ایجاد لایه‌های اعتماد افزایش می‌دهد.
یکی از قابلیت‌های اصلی SPIFFE که در طول این فرآیند ارائه می‌دهد، بخش‌بندی سطح ریشه است. بخشی از مشکل رویکرد زیرساخت کلید عمومی (PKI) این است که معمولاً بدنه بزرگی از ریشه‌ها وجود دارد که می‌توانند تقریباً هر چیزی را امضا کنند. این باعث ایجاد محیط امضا غیرقابل کنترل، بسیار کلی و در نهایت کم‌کاربرد می‌شود.
به جای پیروی از این مدل، SPIFFE مفهوم bundle را معرفی می‌کند — گروهی از ریشه‌های امضا که تنها در حوزه اعتماد خودشان مورد اعتماد هستند. این رویکرد امنیت را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد، زیرا اثر کلید امضای به خطر افتاده تنها به حوزه اعتماد مشخص شده محدود می‌شود و از تأثیر آن بر زیرساخت‌های امضای مجاور جلوگیری می‌کند.
SPIRE چیست؟
SPIRE، یا محیط اجرایی SPIFFE، یک پیاده‌سازی مرجع از SPIFFE است که به‌منظور ارائه یک راه‌حل آماده برای تولید طراحی شده است. این پیاده‌سازی از معماری اصلی چارچوب SPIFFE استفاده می‌کند و پایه‌ای برای یک پلتفرم قابل توسعه و یکپارچه برای اعتبارسنجی هویت فراهم می‌کند.
SPIRE چگونه کار می‌کند؟
SPIRE بر اساس یک پارادایم معماری سرور-عامل کار می‌کند که در آن سرور به‌عنوان مرجع امضا استفاده می‌شود و یک عامل برای مدیریت بارکاری‌هایی که به سرور متصل می‌شوند، عمل می‌کند.
یک سرور SPIRE در واقع یک عنصر مدیریتی مورد اعتماد است که تمام هویت‌ها را در یک حوزه اعتماد مدیریت می‌کند و از ثبت‌نام محلی و اعتبارسنجی گره‌ها برای مدیریت و احراز هویت سیستم‌های متصل استفاده می‌کند. این اعتبارسنجی هنگامی رخ می‌دهد که عامل برای اولین بار به سرور متصل می‌شود، جایی که اعتبارسنج‌های گره اطلاعات گره و پلتفرم زیرین آن را که فقط خود گره می‌داند، بررسی می‌کنند. هنگامی که اعتبارسنجی گره موفق باشد، شناسه SPIFFE دریافت می‌کند.
در عامل، سه مؤلفه اصلی امکان مدیریت بارکاری‌ها را فراهم می‌کنند. پلاگین‌های اعتبارسنج گره با اعتبارسنج‌های سرور همکاری می‌کنند تا هویت عوامل متصل را تأیید و اعتبارسنجی کنند. پلاگین اعتبارسنج بارکاری هویت فرآیند بارکاری را با انجام اعتبارسنجی خود بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط سرور بررسی می‌کند و یک لایه امنیتی ثانویه در جریان تأیید بارکاری ایجاد می‌کند.
مزایای استفاده از SPIFFE و SPIRE
SPIFFE و پیاده‌سازی SPIRE راه‌حل‌های عالی برای ارائه ارتباط ماشین با ماشین امن با اعتبارسنجی بالا هستند. این سیستم‌ها درجه بالایی از اعتماد به سیستم‌های متصل ارائه می‌دهند و مانند یک مرجع گواهی عمل می‌کنند تا هویت را در سیستم‌های پیچیده تأیید کنند.
علاوه بر ارائه امنیت قوی، این رویکرد اتصال بین سیستم‌ها را بسیار ساده می‌کند. از آنجا که سرورها و عوامل هر دو مقدار مشخصی از اختیار و تفویض دارند، سیستم‌های پیچیده می‌توانند به یک سیستم اعتبارسنجی ساده کاهش یابند که از بررسی‌های پیچیده جلوگیری می‌کند و در عین حال افزایش قابل توجهی در امنیت ارائه می‌دهد.
این رویکرد همچنین برای سیستم‌های چند ابر و هیبریدی مناسب است، زیرا ماهیت توزیع‌شده اعتبارسنجی عامل و رویکرد ماتریس حوزه اعتماد امکان تقسیم سیستم‌ها بر اساس منطق، امنیت، بارکاری یا سایر تفکیک‌ها را فراهم می‌کند. SPIFFE در نهایت یک راه‌حل مستقل از پلتفرم است. برخلاف نقش‌های AWS که مختص AWS هستند یا حساب‌های سرویس Kubernetes که فقط با بارکاری‌های Kubernetes کار می‌کنند، SPIFFE و SPIRE یک سیستم هویتی ارائه می‌دهند که به‌طور ذاتی به فناوری یا رویکرد خاصی متصل نیست. در واقع، این امکان را فراهم می‌کند که بدون وابستگی به یک سیستم متمرکز و بسیار خاص، به‌طور گسترده گسترش پیدا کند.
نتیجه‌گیری
SPIFFE و SPIRE نمونه‌های عالی چارچوب‌های هدفمند برای عصر مدرن هستند. با بهره‌گیری از اصول ساده به روش‌های قدرتمند، SPIFFE یک سیستم بسیار قابل توسعه و مطمئن برای اثبات و مدیریت هویت در محیط‌های پیچیده و سیستم‌های به‌هم‌پیوسته ارائه می‌دهد. SPIRE یک راه‌حل قابل پیاده‌سازی و آماده برای استفاده فوری است که راه‌حل‌های هویت‌محور را برای برنامه‌های گسترده فراهم می‌کند.
