Qubes OS
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1. 개요
Qubes OS는 '격리에 의한 보안' 방식을 구현하는 운영 체제이다. 사용자의 데스크톱 환경을 격리하여, 구성 요소 중 하나가 손상되어도 악성 소프트웨어가 해당 환경 내의 데이터에만 접근하도록 설계되었다. Qubes OS는 하드웨어 컨트롤러를 기능 도메인으로 격리하고, 사용자의 디지털 라이프를 보안 도메인으로 나누어 관리한다. 64비트 프로세서, 최소 6GB RAM, 32GB 디스크 공간을 요구하며, Xen 하이퍼바이저를 사용하여 가상 머신 간의 강력한 격리를 제공한다. 보안 전문가들의 긍정적인 평가를 받았으며, Access Innovation Prize 2014의 최종 후보로 선정되기도 했다.
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| Qubes OS - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 개발자 | 큐브 OS 프로젝트, 인비저블 띵스 랩, 요안나 룻코프스카 |
| 계열 | 유닉스 계열, 리눅스 |
| 개발 상태 | 현재 |
| 소스 모델 | 오픈 소스 (일부 독점 바이너리 포함) |
| 최신 버전 | 4.1.2 |
| 최신 미리보기 버전 | 4.2.1-rc1 |
| 지원 언어 | 다국어 |
| 업데이트 방식 | DNF (PackageKit) |
| 패키지 관리자 | RPM 패키지 매니저 |
| 지원 플랫폼 | x86-64 |
| 커널 종류 | 마이크로커널 (젠 하이퍼바이저, 최소 리눅스 기반 운영 체제 등) |
| 사용자 영역 | GNU |
| 사용자 인터페이스 | Xfce |
| 라이선스 | 자유 소프트웨어 라이선스 (주로 GPL v2) |
| 웹사이트 | 큐브 OS 공식 웹사이트 |
| 특징 | |
| 마케팅 목표 | 보안 격리, 데스크톱, 노트북 |
2. 보안 목표
Qubes는 ''격리에 의한 보안'' 방식을 구현한다.[10] 이는 완벽하고 버그가 없는 데스크톱 환경은 존재할 수 없다는 가정에 기반한다. 이러한 환경은 수백만 줄의 코드와 수십억 번의 소프트웨어/하드웨어 상호 작용을 포함한다. 이러한 상호 작용 중 하나의 치명적인 버그만으로도 악성 소프트웨어가 시스템을 제어하기에 충분할 수 있다.[11][12]
Qubes OS는 개인용 컴퓨터 하드웨어를 대상으로 하며, 주로 인텔 및 AMD 프로세서를 사용하는 노트북에서 작동한다. Qubes OS의 기본 시스템 요구 사항은 다음과 같다.[16][18][19]
Qubes OS는 일반적인 그래픽 데스크톱 운영체제와 유사하게 사용할 수 있지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있다.
Qubes OS를 사용하여 데스크톱을 보호하기 위해 사용자는 다양한 데스크톱 환경을 격리하여 구성 요소 중 하나가 손상된 경우 악성 소프트웨어가 해당 환경 내의 데이터에만 접근하도록 한다.[13]
Qubes OS에서 격리는 두 가지 차원으로 제공된다. 하드웨어 컨트롤러는 ''기능 도메인''(예: 네트워크 도메인, USB 컨트롤러 도메인)으로 격리될 수 있으며, 사용자의 디지털 라이프는 신뢰 수준이 다른 ''보안 도메인''으로 나뉜다.
예를 들어, 업무 도메인(가장 신뢰됨), 쇼핑 도메인, 임의 도메인(덜 신뢰됨)과 같이 나눌 수 있다.[14] 이러한 각 도메인은 별도의 큐브에서 실행된다.
큐브는 기본적으로 비밀번호가 없는 루트 접근 권한(예: 비밀번호 없는 sudo)을 가진다.[15] UEFI 보안 부팅은 기본적으로 지원되지 않지만, 이것이 주요 보안 문제는 아닌 것으로 간주된다.[16] Qubes는 다중 사용자 시스템이 아니다.[17]
3. 설치 및 시스템 요구 사항
요구 사항 설명 프로세서 가상화 확장 기능이 있는 64비트 인텔 또는 AMD 프로세서 (2013년부터 Qubes OS는 64비트 프로세서만 지원한다. 4.x 릴리스부터 Qubes OS는 VT-x with EPT 및 Intel VT-d를 지원하는 인텔 프로세서 또는 RVI(SLAT) 및 AMD-Vi(일명 AMD IOMMU)를 지원하는 AMD 프로세서가 필요하다. AMD IOMMU가 인텔의 VT-d와 기능적으로 동일하기 때문에 AMD 프로세서에게는 큰 문제가 아니다.) 메모리 6GB RAM 최소 디스크 공간 32GB 디스크 공간 최소
4. 사용자 경험
5. 시스템 아키텍처 개요
Qubes OS는 Xen 하이퍼바이저를 기반으로 여러 가상 머신(도메인)을 생성하여 격리된 환경을 제공한다.[1]
5. 1. Xen 하이퍼바이저 및 도메인
Xen 하이퍼바이저는 가상 머신 간에 강력한 격리를 제공한다.[1]Xen에 의해 시작된 첫 번째 도메인은 '도메인 제로' 또는 'dom0'라고 불리는 권한 있는 '관리 도메인'이다.[1]
5. 2. 관리 도메인: dom0
dom0는 Qubes OS 4.1.2 기준으로 반가상화 리눅스 커널을 사용하는 페도라 리눅스이다. dom0의 리눅스 커널은 표준 리눅스 커널 장치 드라이버를 통해 모든 물리적 시스템 하드웨어에 대한 접근을 제어하고 중개한다.[22][23]이 운영 체제는 사용자의 그래픽 데스크톱을 호스팅하고 그래픽 장치, USB 포트, 저장 장치, 키보드 및 마우스와 같은 대부분의 하드웨어 장치를 제어한다. 기본 그래픽 데스크톱은 X11 X 서버, Xfwm 창 관리자 및 XFCE 데스크톱 환경으로 구성된다.[22][23]
설계상 dom0은 거기에서 시작될 수 있는 공격의 가능성을 최소화하기 위해 qube와의 직접적인 상호 작용을 가능한 한 최소화한다.[22][23]
dom0 운영 체제 및 포함된 템플릿 OS 이미지에 대한 업데이트는 dom0 운영 체제가 네트워크에 직접 연결할 필요가 없는 특수한 메커니즘을 통해 수행된다.[22][23]
5. 3. 사용자 도메인: 큐브
Qubes는 ''격리에 의한 보안'' 방식을 구현한다.[10] 이는 완벽하고 버그가 없는 데스크톱 환경은 존재할 수 없다는 가정에 기반한다. 이러한 환경은 수백만 줄의 코드와 수십억 번의 소프트웨어/하드웨어 상호 작용을 포함하며, 이 중 하나의 치명적인 버그만으로도 악성 소프트웨어가 시스템을 제어할 수 있다.[11][12]Qubes OS를 사용하여 데스크톱을 보호하기 위해 사용자는 다양한 데스크톱 환경을 격리하여 구성 요소 중 하나가 손상된 경우 악성 소프트웨어가 해당 환경 내의 데이터에만 접근하도록 한다.[13]
Qubes OS에서 격리는 두 가지 차원으로 제공된다. 하드웨어 컨트롤러는 ''기능 도메인''(예: 네트워크 도메인, USB 컨트롤러 도메인)으로 격리될 수 있으며, 사용자의 디지털 라이프는 신뢰 수준이 다른 ''보안 도메인''으로 나뉜다. 예를 들어, 업무 도메인(가장 신뢰됨), 쇼핑 도메인, 임의 도메인(덜 신뢰됨)과 같이 나눌 수 있다.[14] 이러한 각 도메인은 별도의 큐브에서 실행된다.
큐브는 기본적으로 비밀번호가 없는 루트 접근 권한(예: 비밀번호 없는 sudo)을 가진다.[15] UEFI 보안 부팅은 기본적으로 지원되지 않지만, 이것이 주요 보안 문제는 아닌 것으로 간주된다.[16] Qubes는 다중 사용자 시스템이 아니다.[17]
앱 큐브(큐브의 인스턴스)는 웹 브라우저, 이메일 클라이언트 또는 텍스트 편집기와 같은 표준 사용자 애플리케이션의 안전하고 격리된 실행을 제공한다. 앱 큐브의 작동은 ''큐브 매니저''에 의해 제어된다. 큐브 매니저는 개별 앱 큐브를 실행하고 해당 애플리케이션을 일반 프로세스 창으로 dom0 데스크톱에 표시한다.
이 메커니즘은 샌드박스의 아이디어를 따른다. 애플리케이션을 실행하고 문서를 보거나 한 후, 전체 임시 큐브는 종료 시 파괴된다.[24]
Qubes OS는 모든 앱 큐브를 단일 공통 데스크톱 환경으로 통합한다. 특정 프로세스에 대한 각 앱 큐브의 신원은 앱 큐브의 속성에서 정의된 위조할 수 없는 색상 창 테두리로 제공된다.
여러 앱 큐브가 읽기 전용 모드로 유지 관리되는 공통 "템플릿" 루트 파일 시스템 이미지를 공유할 수 있도록 하여 dom0의 디스크 사용량을 최소화한다. 추가 디스크 스토리지는 사용자의 애플리케이션, 데이터 및 VM별 설정에만 사용된다.
5. 4. 네트워크 도메인
네트워크 메커니즘은 보안 공격에 가장 취약하다. 이를 우회하기 위해, 네트워크 메커니즘은 'net qube'라고 불리는 별도의 비특권 큐브에 격리된다.또 다른 ''방화벽 도메인''은 Linux 커널 기반 방화벽을 수용하는 데 사용된다. 따라서 네트워크 도메인이 손상되더라도 방화벽은 별도의 VM에서 별도의 Linux 커널에서 실행되므로 격리되고 보호된다.[25]
6. 평가
에드워드 스노든, 다니엘 J. 번스타인, 크리스토퍼 소고이안과 같은 보안 및 개인 정보 보호 전문가들은 이 프로젝트를 공개적으로 칭찬했다.[26]
제시 스미스는 DistroWatch Weekly에 Qubes OS 3.1에 대한 리뷰를 작성했다.[27]
> 나는 Qubes를 잘못 사용하고 있다는 것을 깨달았을 때 시도한 둘째 날 깨달음이 있었다. 나는 Qubes를 보안이 강화된 리눅스 배포판으로 취급했는데, 마치 몇 가지 보안이 추가된 일반 데스크톱 운영 체제와 같았다. 도메인 간에 파일을 공유하거나, 스크린샷을 찍거나, Domain Zero에서 연 프로그램에서 인터넷에 접속하는 것이 어려워서 금방 좌절했다. Qubes를 단지 디스플레이 화면을 공유하는 여러 개의 개별 컴퓨터로 생각하기 시작했을 때 경험이 크게 향상되었다. 각 도메인을 다른 모든 도메인에서 잘려나간 자체 섬으로 보기 시작하자 Qubes가 훨씬 더 합리적으로 보였다. Qubes는 가상화가 동일한 서버에서 여러 운영 체제를 실행할 수 있게 해주는 것과 거의 같은 방식으로 하나의 데스크톱에 도메인을 함께 제공한다.
리눅스 저널의 카일 랭킨은 2016년에 Qubes OS를 검토했다.[28]
> Qubes가 일반 리눅스 데스크톱에서 찾을 수 있는 것보다 더 높은 보안을 제공하는 여러 영역을 이미 볼 수 있을 것이라고 확신한다.
2014년 Qubes는 국제 인권 단체 액세스 나우가 주최한 Endpoint Security 부문의 Access Innovation Prize 2014의 최종 후보로 선정되었다.[29]
참조
[1]
웹사이트
Will Qubes seek to get certified under the GNU Free System Distribution Guidelines (GNU FSDG)?
https://www.qubes-os[...]
[2]
웹사이트
Qubes OS License
https://www.qubes-os[...]
[3]
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Introducing Qubes 1.0!
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[4]
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Qubes OS bakes in virty system-level security
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2020-11-01
[8]
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[12]
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2014-03-28
[13]
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Qubes OS License
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