Kiểm tra lưu lượng mạng luôn đi kèm với sự đánh đổi giữa khả năng hiển thị và hiệu suất. Các phương pháp truyền thống như proxy man-in-the-middle (MITM) đòi hỏi quản lý chứng chỉ và gây độ trễ. Q.Tap, một công cụ mã nguồn mở dựa trên eBPF, nhằm giải quyết những thách thức này bằng cách cung cấp khả năng hiển thị vào lưu lượng đã mã hóa mà không làm giảm hiệu suất.
Cách Q.Tap hoạt động
Q.Tap tận dụng eBPF (extended Berkeley Packet Filter) để gắn vào các hàm TLS/SSL trong nhân Linux, chặn dữ liệu trước khi mã hóa và sau khi giải mã. Cách tiếp cận này cho phép các nhà phát triển và chuyên gia bảo mật xem lưu lượng chưa mã hóa mà không cần sửa đổi ứng dụng, cài đặt proxy hoặc quản lý chứng chỉ. Công cụ hoạt động ngoài băng tần với chi phí tối thiểu, tránh các vấn đề độ trễ thường gặp với giải pháp MITM.
Đối với các ứng dụng dựa trên OpenSSL, Q.Tap quét các tệp nhị phân để tìm ký hiệu TLS và gắn các đầu dò eBPF vào các hàm như SSL_read và SSL_write. Điều này hoạt động cho cả thư viện liên kết động và tệp nhị phân biên dịch tĩnh, mang lại phạm vi bao phủ rộng hơn so với nhiều giải pháp thay thế khác.
Hỗ trợ ngôn ngữ và thách thức kỹ thuật
Mặc dù phiên bản mã nguồn mở của Q.Tap chủ yếu tập trung vào OpenSSL, cuộc thảo luận cộng đồng cho thấy rằng việc hỗ trợ cho các ngôn ngữ và môi trường chạy khác là khác nhau. Hỗ trợ cho Go tồn tại nhưng chưa được mở mã nguồn, đòi hỏi xử lý đặc biệt do cách tiếp cận liên kết tĩnh của Go.
Chúng tôi có hỗ trợ cho Go, nhưng nó chưa được mở mã nguồn. Go phức tạp hơn một chút nhưng chúng tôi đã có thể hiểu được sau khi nghiên cứu sâu vào định dạng ELF... bởi vì Go được liên kết tĩnh, chúng tôi cần lấy nhiều offset khác nhau của các hàm mà chúng tôi sẽ hook vào.
Các nhà phát triển đã giải quyết các thách thức tối ưu hóa bằng cách xây dựng các tiện ích nhị phân tùy chỉnh tập trung vào nhận dạng ký hiệu nhanh thay vì thông tin gỡ lỗi toàn diện. Họ cũng đã triển khai bộ nhớ đệm để tránh quét lại các tệp nhị phân và thư viện chia sẻ thường xuyên sử dụng.
Yêu cầu Q.Tap
- Linux với Kernel 5.10+ có kích hoạt BPF Type Format (BTF)
- eBPF được kích hoạt trên máy chủ
- Quyền hạn nâng cao (sudo trên máy chủ hoặc cài đặt container Docker cụ thể)
Trường hợp sử dụng Q.Tap
- Kiểm toán bảo mật
- Gỡ lỗi vấn đề mạng
- Phát triển API
- Khắc phục sự cố tích hợp bên thứ ba
- Học tập và khám phá
- Điều tra hệ thống cũ
- Kiểm tra xác nhận
Yêu cầu tiên quyết cho phát triển
- Linux (kernel 5.8+)
- Go 1.24+
- make
- clang14
- clang-tidy (tùy chọn)
Ưu điểm so với phương pháp truyền thống
Không giống như proxy MITM hoặc các công cụ yêu cầu biến môi trường như SSLKEYLOGFILE được thiết lập trước khi khởi động ứng dụng, Q.Tap có thể được gắn vào các quy trình đang chạy. Điều này làm cho nó đặc biệt có giá trị để khắc phục sự cố sản xuất mà không cần khởi động lại dịch vụ. Khả năng xem lưu lượng đã mã hóa mà không thêm độ trễ giải quyết một điểm đau đáng kể cho các nhà phát triển đang gỡ lỗi giao tiếp mạng.
Công cụ này cũng cung cấp thông tin ngữ cảnh phong phú ngoài nội dung giải mã, bao gồm chi tiết nguồn/đích, sử dụng băng thông, thông tin SNI, metadata container, và thậm chí thông tin về pod và namespace Kubernetes khi áp dụng.
Cân nhắc về bảo mật
Như với bất kỳ công cụ nào giải mã lưu lượng, Q.Tap làm dấy lên những lo ngại về bảo mật. Các nhà phát triển nhấn mạnh rằng Q.Tap chạy độc quyền trên các node của bạn, cho phép bạn kiểm soát những gì nó ghi lại và nơi dữ liệu đó đi. Bộ xác minh eBPF cung cấp các đảm bảo bảo mật ngăn chặn truy cập bộ nhớ tùy ý.
Đối với các tổ chức có yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt, Q.Tap cung cấp các tùy chọn cấu hình bao gồm việc tắt hoàn toàn kiểm tra TLS trong khi vẫn cung cấp metadata kết nối. Phiên bản trả phí từ Qpoint.io cung cấp các tính năng bảo mật bổ sung và một control plane cho bảng điều khiển và cảnh báo.
Giới hạn và hướng phát triển trong tương lai
Q.Tap hiện có một số giới hạn. Nó yêu cầu Linux với Kernel 5.10+ và hỗ trợ eBPF, cùng với quyền nâng cao. Một số người bình luận lưu ý rằng uprobes có thể thêm độ trễ thông qua chuyển đổi ngữ cảnh, mặc dù các nhà phát triển khẳng định điều này không đáng kể về mặt thống kê so với proxy MITM.
Công cụ này cũng không hỗ trợ đồng đều tất cả môi trường chạy và ngôn ngữ. Trong khi phiên bản thương mại hỗ trợ JVM, Go và NodeJS, với hỗ trợ Rust đang được phát triển, phiên bản mã nguồn mở có phạm vi hỗ trợ hạn chế hơn. Ngoài ra, Q.Tap hiện không hoạt động trên các nền tảng không phải Linux, mặc dù các nhà phát triển đã bày tỏ sự quan tâm đến việc khám phá triển khai eBPF của Microsoft để hỗ trợ Windows.
Đối với những người quan tâm đến việc thử nghiệm Q.Tap, dự án cung cấp chế độ demo nhanh có thể chạy với một lệnh curl đơn giản, giúp dễ dàng xem công cụ hoạt động trước khi cam kết cài đặt đầy đủ.
Tham khảo: Q.Tap