Securing BGP - A Literature SurveyG

Securing BGP - A Literature Survey
Geoff Huston, Mattia Rossi, Grenville Armitage
Swinburne University of Technology
Melbourne, Australia
[e-mail], {mrossi,garmitage}@swin.edu.au
Abstract—The Border Gateway Protocol (BGP) is the Internet’s
inter-domain routing protocol. One of the major concerns
related to BGP is its lack of effective security measures, and as
a result the routing infrastructure of the Internet is vulnerable
to various forms of attack. This paper examines the Internet’s
routing architecture and the design of BGP in particular, and
surveys the work to date on securing BGP. To date no proposal
has been seen as offering a combination of adequate security
functions, suitable performance overheads and deployable support
infrastructure. Some open questions on the next steps in the
study of BGP security are posed.
Index Terms—BGP security, Inter-domain routing security,
routing, BGP, Computer Network Protocols.
I. INTRODUCTION
The Internet is a decentralised collection of interconnected
component networks. These networks are composed of end
hosts (who originate and/or receive IP packets, and are identi-
fied by IP addresses) and active forwarding elements (routers)
whose role is to pass IP packets through the network. The
routing system is responsible for propagating the relative
location of addresses to each routing element, so that routers
can make consistent and optimal routing decisions in order
to pass a packet from its source to its destination. Routing
protocols are used to perform this information propagation.
The Internet’s current routing system is divided into a twolevel
hierarchy. At one level is intra-domain routing, used
by the set of autonomous routing systems operating within
each component network. At the other level is a single interdomain
routing system that maintains the inter-autonomous
system connectivity information that straddles these component
networks. A single inter-domain routing protocol, the
Border Gateway Protocol (BGP) [1], has provided interdomain
routing services for the Internet’s disparate component
networks since the late 1980’s [2]. Given the central role of
routing in the operation of the Internet, BGP is one of the
critical protocols that provide security and stability to the
Internet [3].
BGP’s underlying distributed distance vector computations
rely heavily on informal trust models associated with information
propagation to produce reliable and correct results. It
can be likened to a hearsay network — information is flooded
across a network as a series of point-to-point exchanges, with
the information being incrementally modified each time it

c 2010 IEEE. Personal use of this material is permitted. However, permission
to reprint/republish this material for advertising or promotional purposes
or for creating new collective works for resale or redistribution to servers or
lists, or to reuse any copyrighted component of this work in other works must
be obtained from the IEEE.
is exchanged between BGP speakers. The design of BGP
was undertaken in the relatively homogeneous and mutually
trusting environment of the early Internet. Consequently, its
approach to information exchange was not primarily designed
for robustness in the face of various forms of negotiated trust
or overt hostility on the part of some routing actors.
Hostile actors are a fact of life in today’s Internet. The
Internet is a significant public communications utility operated
by a disparate collection of service providers, together with
a relatively unclear distinction between the roles of service
providers and customers. It is quite reasonable to characterise
today’s Internet environment as one where both customers and
service providers1
are potentially hostile actors, and where
trust must be explicitly negotiated rather than assumed by
default. This environment is no longer consistent with the
inter-domain trust framework assumed by BGP, and BGP’s
operational assumptions relating to trust are entirely inappropriate
today.
Today’s inter-domain routing environment remains a major
area of vulnerability [3]. BGP’s mutual trust model involves
no explicit presentation of credentials, no propagation of
instruments of authority, nor any reliable means of verifying
the authenticity of the information being propagated through
the routing system. Hostile actors can attack the network by
exploiting this trust model in inter-domain routing to their own
ends. An attacker can easily transform routing information
in ways that are extremely difficult for any third party to
detect. For example, false routing information may be injected,
valid routing information removed or information altered to
cause traffic redirection [6], [7], [8], [9]. This approach can
be used to prevent the correct operation of applications, to
conduct fraudulent activities, to disrupt the operation of part
(or even all) of the network in various ways. The consequences
range from relatively inconsequential (minor degradation of
application performance due to sub-optimal forwarding paths)
through to catastrophic (major disruption to connectivity and
comprehensive loss of any form of cohesive Internet) [10

Kết quả (Việt) 2:

Bảo vệ BGP - Một khảo sát văn học
Geoff Huston, Mattia Rossi, Grenville Armitage
Swinburne University of Technology
Melbourne, Australia
[e-mail], {mrossi, garmitage} @ swin.edu.au
Abstract-The Border Gateway Protocol (BGP) là Internet của
liên miền giao thức định tuyến. Một trong những mối quan tâm chính
liên quan đến BGP là thiếu các biện pháp bảo mật hiệu quả, và như
một kết quả cơ sở hạ tầng định tuyến của Internet là dễ bị tổn thương
với các hình thức khác nhau của cuộc tấn công. Bài báo này khảo sát của Internet
kiến trúc định tuyến và thiết kế của BGP nói riêng, và
các cuộc điều tra các công việc để đảm bảo ngày BGP. Cho đến nay không có đề nghị
đã được xem như là cung cấp một sự kết hợp của bảo mật đầy đủ
chức năng, chi phí thực hiện phù hợp và hỗ trợ triển khai
cơ sở hạ tầng. Một số câu hỏi mở về các bước tiếp theo trong
nghiên cứu của BGP an ninh được đặt ra.
Index Điều khoản BGP-an ninh, Inter-miền bảo mật định tuyến,
định tuyến, BGP, Mạng máy tính Protocols.
I. GIỚI THIỆU
Internet là một bộ sưu tập phân cấp kết nối
mạng thành phần. Các mạng này được tạo thành từ cuối
host (người có nguồn gốc và / hoặc nhận các gói tin IP, và được nhận diện
lập ra qua địa chỉ IP) và các yếu tố chuyển tiếp hoạt động (router)
có vai trò là để vượt qua các gói tin IP thông qua mạng. Các
hệ thống định tuyến có trách nhiệm tuyên truyền tương đối
vị trí của các địa chỉ cho mỗi yếu tố định tuyến, do đó router
có thể đưa ra quyết định định tuyến phù hợp và tối ưu để
vượt qua một gói tin từ nguồn tới đích của nó. Định tuyến
giao thức được sử dụng để thực hiện công tác tuyên truyền thông tin này.
Hệ thống định tuyến hiện tại của Internet được chia thành một twolevel
hệ thống phân cấp. Ở một mức độ là định tuyến nội miền, được sử dụng
bởi các thiết lập của hệ thống định tuyến độc lập hoạt động trong
mỗi mạng thành phần. Ở cấp độ khác là một interdomain đơn
hệ thống định tuyến duy trì liên tự trị
thông tin kết nối hệ thống mà nằm giữa các thành phần
mạng. Một liên miền giao thức định tuyến duy nhất,
Border Gateway Protocol (BGP) [1], đã cung cấp interdomain
định tuyến dịch vụ cho các thành phần khác nhau của Internet
mạng kể từ những năm 1980 cuối năm [2]. Với vai trò trung tâm của
định tuyến trong các hoạt động của Internet, BGP là một trong những
giao thức quan trọng để cung cấp an ninh và ổn định cho
Internet [3].
Cơ bản tính toán vector khoảng cách phân phối BGP của
yếu dựa trên mô hình tin cậy không chính thức liên quan đến thông tin
tuyên truyền để sản xuất đáng tin cậy và chính xác kết quả. Nó
có thể được so sánh với một mạng lưới tin đồn - thông tin tràn ngập
trên mạng như là một loạt giao lưu point-to-point, với
những thông tin đang được từng bước sửa đổi mỗi lần nó c 2010 IEEE. Cá nhân sử dụng của vật liệu này được cho phép. Tuy nhiên, cho phép in lại / tái xuất nguyên liệu này để quảng cáo hoặc các mục đích quảng cáo hoặc cho việc tạo công trình tập thể mới để bán lại hoặc phân phối lại cho các máy chủ hoặc danh sách, hoặc sử dụng lại bất kỳ thành phần có bản quyền của tác phẩm này trong các công trình khác phải được lấy từ IEEE. Được trao đổi giữa các loa BGP. Các thiết kế của BGP được thực hiện trong tương đối đồng nhất và cùng môi trường tin cậy của Internet sớm. Do đó, nó tiếp cận để trao đổi thông tin không được thiết kế chủ yếu cho mạnh mẽ khi đối mặt với các hình thức khác nhau của sự tin tưởng thương lượng hoặc thù địch công khai trên các phần của một số diễn viên định tuyến. Diễn viên Hostile là một thực tế của cuộc sống trong Internet ngày nay. The Internet là một tiện ích truyền thông công cộng đáng kể hoạt động của một bộ sưu tập khác nhau của các nhà cung cấp dịch vụ, cùng với một sự phân biệt rõ ràng tương đối giữa vai trò của dịch vụ cung cấp và khách hàng. Nó là khá hợp lý để đặc trưng cho môi trường Internet hiện nay là một trong những nơi mà cả khách hàng và dịch vụ providers1 là khả năng diễn viên thù địch, và nơi mà niềm tin phải được đàm phán một cách rõ ràng hơn là giả định bởi mặc định. Môi trường này không còn phù hợp với khuôn khổ niềm tin liên miền giả bởi BGP, và BGP của giả định hoạt động liên quan đến sự tin tưởng hoàn toàn không phù hợp ngày hôm nay. Môi trường định tuyến liên miền ngày nay vẫn còn là một chính khu vực dễ bị tổn thương [3]. Mô hình tin cậy lẫn nhau của BGP liên quan đến không trình bày rõ ràng các thông tin, không có tuyên truyền các công cụ của chính quyền, cũng không phải bất kỳ phương tiện đáng tin cậy để xác minh tính xác thực của thông tin được truyền đi qua hệ thống định tuyến. Diễn viên thù địch có thể tấn công mạng bằng cách khai thác mô hình tin cậy này trong liên miền định tuyến để riêng của họ kết thúc. Một kẻ tấn công có thể dễ dàng chuyển đổi thông tin định tuyến theo những cách vô cùng khó khăn cho bất kỳ bên thứ ba để phát hiện. Ví dụ, thông tin định tuyến sai có thể được tiêm, thông tin định tuyến hợp lệ gỡ bỏ hoặc thay đổi thông tin để gây chuyển hướng giao thông [6], [7], [8], [9]. Cách tiếp cận này có thể được sử dụng để ngăn chặn các hoạt động chính xác của các ứng dụng, để tiến hành các hoạt động lừa đảo, làm gián đoạn hoạt động của một phần (hoặc tất cả) của mạng theo những cách khác nhau. Hậu quả từ tương đối nhỏ nhặt (suy thoái nhỏ của hiệu suất ứng dụng do đường dẫn chuyển tiếp tối ưu phụ) thông qua thê thảm (gián đoạn lớn để kết nối và mất toàn diện của bất kỳ hình thức cố kết Internet) [10