CTF as a Service: A reproducible and scalable infrastructure for cybersecurity training
Dit artikel beschrijft het ontwerp en de evaluatie van een schaalbaar 'Capture The Flag'-platform als dienst (CaaS) op basis van Proxmox en Infrastructure as Code, dat de organisatie van cyberbeveiligingstrainingen in academische settings vereenvoudigt door middel van geautomatiseerde CI/CD-pipelines en container-orchestration.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Stel je voor dat cybersecurityopleidingen een soort grote, digitale schietbaan zijn. Studenten moeten hier leren schieten (aanvallen) en verdedigen tegen hackers. Dit noemen ze "Capture The Flag" (CTF). Het is een geweldige manier om te leren, maar het organiseren van zo'n evenement is voor een universiteit als de Universiteit van Navarra (UPNA) vaak een enorme hoofdpijn.
Het probleem? Elke "schietbaan" (een uitdaging) moet in een volledig afgesloten, veilige ruimte staan. Als je 50 studenten hebt, heb je 50 van die ruimtes nodig. Als er een probleem is met één ruimte, mag dat de anderen niet beïnvloeden. En als er plotseling 100 studenten tegelijk binnenstormen, mag het systeem niet crashen.
Vroeger moest een IT-beheerder dit allemaal met de hand opbouwen: servers installeren, netwerken configureren, fouten zoeken. Dat kostte te veel tijd en energie.
De auteurs van dit paper hebben een oplossing bedacht: CTF als Dienst (CaaS). Laten we dit uitleggen met een paar creatieve vergelijkingen.
1. De "Bakkerij" in plaats van de "Kookles"
Stel je voor dat je een bakkerij hebt.
- De oude manier: Elke keer als er een nieuw recept (een uitdaging) komt, moet de bakker het hele keukenapparaat uit elkaar halen, nieuwe ingrediënten kopen en de oven opnieuw instellen. Als de oven kapot gaat, is de hele bakkerij stil.
- De nieuwe manier (CaaS): De universiteit heeft een automatische bakkerij gebouwd.
- Ze gebruiken Proxmox als het grote gebouw zelf.
- Ze gebruiken Terraform en Ansible als de robots die de keuken inrichten. Zodra je een knop indrukt, bouwen deze robots exact dezelfde keuken, met dezelfde apparatuur, in seconden. Dit noemen ze Infrastructure as Code (Infrastructuur als Code). Het is alsof je een blauwdruk hebt die zichzelf bouwt.
2. De "Magische Portier" (HAProxy)
Stel je voor dat de uitdagingen in een groot kasteel zitten, maar de studenten staan buiten.
- Elke uitdaging zit in een eigen, afgesloten kamer (een Docker-container).
- Er is een Magische Portier (HAProxy) bij de ingang.
- Het probleem: Als een student een kamer binnenloopt en begint te werken (bijvoorbeeld een bestand aanpast), wil hij niet dat de volgende keer dat hij de deur opent, hij in een nieuwe, lege kamer terechtkomt. Hij wil in dezelfde kamer blijven.
- De oplossing: De Magische Portier heeft een lijstje (stick-table). Zodra een student binnenkomt, schrijft de portier: "Die meneer hoort bij Kamer 3". De volgende keer dat die meneer binnenkomt, leidt de portier hem direct weer naar Kamer 3, zelfs als er 10 andere kamers openstaan. Zo blijft de student zijn voortgang behouden zonder dat de student of de uitdaging daar iets van merkt.
3. De "Vluchtweg" (Load Balancing)
Stel je voor dat er plotseling 1000 studenten tegelijk naar binnen willen.
- Als iedereen naar één kamer rent, stort die kamer in.
- De Magische Portier verdeelt de mensen over de beschikbare kamers. Als één kamer (een server) crasht, stopt de portier gewoon met mensen naar die kamer te sturen en stuurt ze naar de andere, gezonde kamers. Niemand merkt dat er iets mis is. Dit heet schalen en herstelbaarheid.
4. De "Brievenbus" (CI/CD Pipeline)
Hoe komen de nieuwe uitdagingen in het systeem?
- Een docent of student schrijft een nieuw spelletje en stopt het in een git-repository (een digitale brievenbus).
- Zodra de brievenbus wordt geopend, springt een automatische robot (de CI/CD-pipeline) op.
- Deze robot pakt het spelletje, verpakt het in een Docker-image (een soort zelfvoorzienende doos met alles erin wat nodig is), en sleept het direct naar de juiste kamer in het kasteel.
- De docent hoeft niets met de servers te doen. Hij doet alleen zijn werk, en de infrastructuur past zich automatisch aan.
Waarom is dit belangrijk?
Vroeger was het organiseren van zo'n wedstrijd als het bouwen van een huis elke keer opnieuw: zware werken, veel gereedschap en risico op fouten.
Met dit nieuwe systeem is het alsof je een Lego-set hebt.
- Je haalt de doos uit de kast (Terraform).
- Je klikt de stukjes in elkaar (Ansible).
- Je doet je nieuwe spelletje erin (Git/CI/CD).
- Je bent klaar.
Het resultaat:
De Universiteit van Navarra kan nu heel vaak, heel snel en heel goedkope cybersecurity-wedstrijden houden. Ze hoeven geen dure specialisten meer in te huren om de servers te beheren. Het systeem is zo flexibel dat ze het in de toekomst misschien zelfs aan andere bedrijven kunnen verkopen als een dienst.
Kortom: Ze hebben de "zware bouwwerkzaamheden" van cybersecurity-opleidingen vervangen door een automatische, slimme machine die zorgt dat studenten zich alleen maar hoeven te concentreren op het spelen en leren, in plaats van op de techniek erachter.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.