Globus Toolkit 4 Prof. Dr. Cláudio F. R. Geyer Instituto de Informática – UFRGS.

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1 Globus Toolkit 4 Prof. Dr. Cláudio F. R. Geyer Instituto de Informática – UFRGS

2 GT 4.0 - Segurança2 Autoria Autores L. Cavalheiro, R. Real et al. Curso Dell, 2003 C. Geyer revisão 2005 Eder Fontoura (versão para GT4) 2006 Colaboração Diego Gomes Local: II/UFRGS

3 GT 4.0 - Segurança3 Súmula Geral Introdução GSI – Segurança MDS – Sistema de informação Obs.: Slides separados GRAM – Gerência de execução Obs.: Slides separados

4 Globus Toolkit 44 GT 4 - Introdução Principais projetistas: Ian Foster e Carl Kesselman Um dos mais usados e referenciados Confunde-se com Grid (arquitetura) O Globus Toolkit é uma coleção de componentes que procuram solucionar os problemas que frequentemente acompanham a construção de aplicações distribuídas colaborativas heterogeneidade foca na simplificação da heterogeneidade para desenvolvedores de aplicações

5 GT 4.0 - Segurança5 GT 4 - Introdução Objetivos Permitir compartilhamento de Poder computacional Bases de dados E outras ferramentas Passando por limites de instituições e geográficos Sem sacrificar a autonomia local

6 GT 4.0 - Segurança6 GT 4 - Introdução Histórico GT v1.0: 1998 GT v2.0: 2002 GT v3.0: pouco sucesso GT v4.0: 2005 (?0

7 GT 4.0 - Segurança7 GT 4 - Introdução Distinções New York Times: padrão de fato em sw para grade 2002 Mais promissora tecnologia entre 100 Pela R&D Magazine 2003 Foster, Kesselman e Tuecke nomeados entre os 10 inovadores do ano pela InfoWorld magazine

8 GT 4.0 - Segurança8 GT 4 - Introdução Distinções (cont.) 2003 Globus: uma das 10 tecnologias que devem mudar o mundo Pelo MIT Technologu Review 2003 Globus recebe o prêmio 2003 Federal Laboratory Consortium Pelos excelentes resultados em transferência de tecnologia Devido adoção por inúmeras instituições em todo o mundo

9 GT 4.0 - Segurança9 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Gerência da carga computacional em empresas SAP AG + GT 4 SAP AG dinamicamente ajusta o número de processos de trabalho conforme demanda Usa GT 4 para descobrir e e reservar recursos necessários aos processos de trabalho Executar, monitorar e remover processos de trabalho sobre os recursos

10 GT 4.0 - Segurança10 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Captura de dados com alto desempenho Empresa precisa receber dados entre 5 a 10 Gigabits por segundo Após captura, deve realizar processamento inicial com extração de metadados Armazenar de forma confiável Disponibilizar os dados a clientes com altas taxas (10 a 40 Gigabits por segundo) Oferecer plataforma para execução de análises (convencionais, mineração,...)

11 GT 4.0 - Segurança11 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Captura de dados com alto desempenho Plataforma criada faz uso pesado de componentes do GT 4 GridFTP para captura de dados transferências até os clusters de armazenamento e distribuição transferência entre clusters e sistemas secundários transferência para clientes Gerência de execução para os jobs Permite uso de componentes de hw de prateleira

12 GT 4.0 - Segurança12 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Simulação (de Engenharia) de Terremotos NEES (EUA) agrupa engenheiros de terremotos distribuídos em o país Cada ponto da rede possui repositórios de dados, computadores de alto desempenho para simulações numéricas e dispositivos para experimentos (tanques,...) Uso do GT 4 permite Acesso remoto seguro a todos os recursos Engenheiros podem projetar, executar, monitorar e analisar experimentos remotamente

13 GT 4.0 - Segurança13 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Earth System Grid (EUA) Instalação de diversos serviços em vários laboratórios dos EUA Acesso remoto a (muitas) dezenas de terabytes de dados de simulação climática Portal web para requisições Leitura, clusterização (de dados) e transferência de enormes quantidades de dados GT 4 usado para autenticação, autorização, acesso a dados, transferência de dados e monitoramento do sistema

14 GT 4.0 - Segurança14 GT 4 – Introdução Exemplos de usos/aplicações (motivação) Open Science Grid (EUA) Multi-organizações virtuais Laboratório em grade para aplicações diversas 30 sites, 3000 processadores Cargas de 10 distintas aplicações em 1300 jobs simultâneos Transferências de dados diárias de 2 Terabytes GT 4 usado para gerência de organizações virtuais, acesso a recursos, transferência de dados, autenticação,...

15 GT 4.0 - Segurança15 Exemplos de usos/aplicações (motivação) Open Science Grid (EUA) Aplicações exemplos Experimentos de física do Large Hadron Collider do Cern (Genebra) Sloan Digital Sky Survey Project Experimentos de busca de ondas gravitacionais (LIGO) Experimentos BTeV no Fermilab (entre os maiores laboratórios de física dos EUA) Análise da estrutura molecular Análise de genoma Experimentos de projetos de CC (escalonamento,...)

16 Globus Toolkit 416 GT 4 - Introdução O que têm no Globus Toolkit: Ambiente de desenvolvimento Grid Desenvolvimento de Web Services OGSA- compliant Desenvolvimento de aplicações Conjunto de serviços Grid Ferramentas e exemplos Empacotados de forma a serem usados independentemente ou em conjunto

17 GT 4.0 - Segurança17 GT 4 - Introdução Principais Componentes: Core Runtime; Infra-estrutura para construção de novos serviços; Segurança; Aplicação uniforme de políticas através de domínios distintos;

18 GT 4.0 - Segurança18 GT 4 - Introdução Principais Componentes: Serviços de Informação; Descoberta e monitoramento de serviços dinâmicos; Gerência de Dados; Descoberta, transferência e acesso a dados; Gerência de execução; Provisão de recursos, execução de jobs e gerência de serviços;

19 GT 4.0 - Segurança19 GT 4 - Introdução Protocolos Web Service: WSDL, SOAP; WS Addressing, WSRF, WSN; WS Security, SAML, XACML; WS-Interoperability profile Demais Protocolos: GridFTP (baseado em padrões); Customizados;

20 Globus Toolkit 420 GT 4 - Introdução Segurança Proporciona mecanismos de segurança que operam em diversos níveis permitindo o compartilhamento seguro de recursos Standards Inclui e objetiva o uso de padrões existentes (IETF, W3C, OASIS, OGF) SSL/TLS; X.509 Proxy Certificates; WSRF e WS-N;

21 Globus Toolkit 421 GT 4 - Introdução

22 GT 4.0 - Segurança22 GT 4 - Introdução

23 GT 4.0 - Segurança23 GT 4 - Introdução novo WS

24 Globus Toolkit 424 novo

25 Globus Toolkit 425 GT 4 - Introdução

26 Globus Toolkit 426 GT 4 - Introdução Projetos com participantes da aliança Globus

27 GT 4.0 - Segurança27 Versões Última versão GT 4.0.5 Acesso em 03/10/2007 Release notes http://www.globus.org/toolkit/releasenotes/4.0.5/ Principais modificações Correção de bugs Melhorias nos módulos MDS: Monitoring and Discovery System GRAM: Execution management tools

28 GT 4.0 - Segurança28 Bibliografia A Globus® Primer: What is the Grid and How Do I Use It? www.globus.org/toolkit/docs/4.0/key/GT4_Prim er_0.6.pdf Home Globus. http://www.globus.org/toolkit/http://www.globus.org/toolkit/ http://www- unix.globus.org/toolkit/tutorials/BAS/APAC/APACGlob usIntro.pdf. http://www- unix.globus.org/toolkit/tutorials/BAS/APAC/APACGlob usIntro.pdf http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/

29 GT 4 - Segurança Prof. Dr. Cláudio F. R. Geyer Instituto de Informática – UFRGS

30 GT 4.0 - Segurança30 GT 4 - Introdução Grid Security Infrastructure; Utiliza criptografia de chave pública; Segurança para: Estabelecimento de identidade de usuários e serviços (autenticação); Proteção das comunicações; Determinar quais ações podem ser executadas por quem (autorização); Delegação;

31 GT 4.0 - Segurança31 GT 4 – Autenticação Uso de certificados (X.509 end entity certificates); identificam entidades persistentes como usuários e serviços; Proporciona para cada entidade um identificador único; Proporciona método para garantir a identificação de um usuário ou serviço (através dos princípios de criptografia de chave pública empregados pelo certificado); Os certificados possuem prazo de validade;

32 GT 4.0 - Segurança32 GT 4 – Proteção das Comunicações Os Web Services do GT4 usam SOAP como protocolo para comunicação; A proteção das mensagens pode ser realizada por: TLS (Transport-Level Security) – transportar as mensagens através de uma conexão protegida; TLS proporciona integridade e privacidade; Normalmente utilizada em conjunto com certificados X.509; WS-Security e WS-SecureConversation – assinatura e/ou criptografia de porções das mensagens, conhecido como Message-Level Security;

33 GT 4.0 - Segurança33 D d

34 GT 4.0 - Segurança34 GT 4 – Autorização Grid-mapfile – arquivo que lista identificado-res de usuários que podem utilizar o Globus em um determinado Host; Neste arquivo é realizado o mapeamento de uma credencial para um usuário físico no recurso; Permite o mapeamento de diversas credenciais para um mesmo usuário físico; SAML – define formatos para um número de tipos de especificações de segurança e um protocolo para recuperar estas especifica-ções;

35 GT 4.0 - Segurança35 GT 4 – Serviço de Delegação e Single Sign-on Serviço de delegação Interface que possibilita que clientes deleguem e renovem X.509 proxy certificates para um serviço; Permite que uma única credencial delegada a um Host seja compartilhada através das múltiplas invocações de serviços realizadas neste Host; Single Sign-on Extensão das capacidades do protocolo SSL, reduzindo o número de vezes que um usuário necessita entrar com a sua passphrase;

36 GT 4.0 - Segurança36 GT 4 - Segurança

37 GT 4.0 - Segurança37 GT 4 – CAS Community Authorization Service (CAS) Possibilita que fornecedores de recursos especifiquem políticas de controle de acesso a nível de comunidade (VO), ou seja, com a utilização do CAS não é necessário estabelecer políticas de acesso para cada usuário da grade mas sim, para cada VO que é composta por diversos usuários;

38 GT 4.0 - Segurança38 GT 4 – Myproxy É um repositório de credenciais (X.509 proxy credential) que elimina a necessidade de copiar a chave privada e os arquivos de certificados manualmente para os recursos. (se não for utilizado o myproxy, devem ser copiados os certificados e chaves privadas de cada usuário para cada máquina pertencente a grade); Também pode ser utilizado para autenticação com o uso de portais;

39 GT 4.0 - Segurança39 GT 4 – SimpleCA O GT 4 oferece a possibilidade de instalar uma entidade emissora de certificados. Domínios que não tem contrato com alguma emissora de certificados podem instalar o SimpleCA para assinar os certificados de usuários e de serviços.

40 GT 4.0 - Segurança40 GT 4 – Questões de utilização Para todas as questões apresentadas, para a execução dos comandos o usuário deverá estar conectado a uma máquina que tenha o Globus instalado; Questão: Se sou um usuário novo em uma grade, devo solicitar um certificado de usuário. Como: executar o comando grid-cert-request. Será gerada uma solicitação de certificado. Seguir as instruções apresentadas durante a execução do comando.

41 GT 4.0 - Segurança41 GT 4 – Questões de utilização Questão: Se tenho um recurso para disponibilizar na grade. Como: Instalar o GT 4 e executar o comando grid-cert- request -host hostname para solicitar um certificado de host. Será gerada uma solicitação de certificado. Seguir as instruções apresentadas durante a execução do comando.

42 GT 4.0 - Segurança42 GT 4 – Questões de utilização Questão: Preciso renovar o meu certificado de usuário. Como: para renovar o prazo de validade do certificado, usar o comando grid-proxy-init. Será solicitado para que o usuário entre com o passphrase (o que foi informado durante a criação do certificado). Os comandos apresentados aqui são da instalação padrão do Globus. Existem comandos específicos para utilização do SimpleCA, Myproxy e CAS.

43 GT 4.0 - Segurança43 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS Integridade Globus Pople pcpl8 Pascal grade Globus Portal SimpleCA Myproxy Usuários eder diego … Usuário globususer Usuário globususer Usuário globususer Usuário globususer

44 GT 4.0 - Segurança44 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS - Administração grid-mapfile (arquivo globus alterado pelo administrador). Permissões locais como direito de escrita/leitura sobre arquivos... Certificado do usuário grid-mapfile "/C=BR/O=CESUP/OU=GradeUFRGS/OU=cesup.ufrgs.br/CN=Eder Stone Fontoura" eder "/C=BR/O=CESUP/OU=GradeUFRGS/OU=cesup.ufrgs.br/CN=Globus User Pascal" globususer1 "/O=Grid/OU=GlobusTest/OU=simpleCA-gradep.inf.ufrgs.br/OU=inf.ufrgs.br/CN=Globus User Gradep" globususer1 "/C=BR/O=CESUP/OU=GradeUFRGS/OU=cesup.ufrgs.br/CN=Glaucio Teixeira Souza" globususer1 "/C=BR/O=CESUP/OU=GradeUFRGS/CN=Usuario de Teste (Diego Gomes)" globususer1

45 GT 4.0 - Segurança45 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS - Certificados Conecta-se em um recurso e executa grid-cert- request (gera arquivo contendo a solicitação do usuário). Envia arquivo para administrador assinar. Certificado do usuário assinado - entity certificate grid-proxy-init (cria ou renova certificado - proxy certificate) Administrador da VO assina a solicitação do certificado (grid-ca-sign) e insere no gridmap-file de cada recurso (computador com o Globus instalado) uma entrada para este usuário. Gridmap-file pode mapear um para um ou muitos para um.

46 GT 4.0 - Segurança46 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS - Delegação integridade Globus pople Globus Pascal Globus Submete um job tipo multi-job Submete os subjobs para os outros recursos Conecta-se a pascal e renova o certificado proxy (recurso da VO Cesup) Delegation Service efetua a transferência do certificado proxy da usuária Jane para os serviços/recursos utilizados para a execução do Job, para autenticação e autorização.

47 GT 4.0 - Segurança47 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS - Myproxy Pascal

48 GT 4.0 - Segurança48 GT 4 – Segurança na GradeUFRGS - Myproxy Pascal Integridade Pascal

49 GT 4.0 - Segurança49 GT 4 - Resumo Utiliza certificados; X.509 end entity certificate; X.509 proxy certificate; Comunicação segura; Criptografia; Delegação de credenciais; Single Sign-on; Principais componentes: Myproxy; CAS; SimpleCA;

50 GT 4.0 - Segurança50 Bibliografia A Globus Primer. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/key/GT4_Primer_0.6.pdf. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/key/GT4_Primer_0.6.pdf Globus Toolkit Version 4 Grid Security Infrastructure: A Standards Perspective. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/GT4-GSI- Overview.pdf.http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/GT4-GSI- Overview.pdf GT4 CAS User's Guide. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/cas/user-index.html. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/cas/user-index.html Globus Toolkit Presentations and Tutorials. http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/myproxy/ http://www.globus.org/toolkit/docs/4.0/security/myproxy/

51 GT 4.0 - Segurança51 Revisão Histórico do GT x versões? Histórico do GT x WS? Definição (visão) geral do GT 4? Principais requisitos? Arquitetura x visão lógica? Principais componentes? O que o GT 4 não faz?