What's Host Guardian Service for Interact × Cloud Samurai Roadshow in Japan

1. Interact × Cloud Samurai Roadshow
2015/07/11
System Center User Group Japan
後藤 諭史（Satoshi GOTO）

2.  後藤 諭史（ Satoshi GOTO ）
 某 ISP 所属。
 仮想化製品が主な専門分野です。
 Microsoft MVP - System Center Cloud and Datacenter Management
（Jul.2012 - Jun.2016）
 TwitterとBlogはこちら
◦ Twitter：@wind06106／Blog：Tech Notes（http://www.dob1.info ：ドタバタしてて更新サボってます）
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3.  セッションの目的
◦ Windows Server 2016 にて実装される新たなセキュリティー機能
『 Shielded VM 』と、必須サービスである『 Host Guardian Service 』の
機能をご理解いただく。
◦ 『 Shielded VM 』で保護されるもの、並びに実装上のポイントをご理解い
ただく。
 セッションのゴール
◦ 『 Shielded VM 』 がどのようなセキュリティー保護機能を提供するかを
説明できる。
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4.  Shielded VM と Host Guardian Service ってなに？
 Host Guardian Service の実装
 Host Guardian Service with SCVMM
 まとめ
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5. 本セッション資料ですが、個人で準備した環境において、個人的に実施した検証／結果を基に記載しています。
あくまで個人の意見／見解であり、所属する会社／組織及びマイクロソフト社とは『まったく／なにも／全
然』関係がございません。
所属する会社／組織／マイクロソフト社の正式な回答／見解ではない事に留意してください。
また、本資料を閲覧した事により問題が生じた場合、または問題が発生しかけた場合、または生じた一切の不
利益について、発表者は一切の責任を負う事はできませんのでご了承ください。
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6. 本セッションは Windows Server 2016 Technical Preview 2 (#10074) および
System Center 2016 Technical Preview 2 Virtual Machine Manager (#3.2.9234.0) での検証結果を基に記載していま
す。
今後、仕様および機能は変更される可能性があります。
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 物理サーバーと仮想サーバーでは、考慮しなくてはいけない範囲が異なる
管理者 物理マシン 仮想マシン
サーバー管理者 Yes Yes
ストレージ管理者 No Yes
ネットワーク管理者 No Yes
バックアップオペレーター No Yes
仮想化ホスト管理者 No Yes
仮想サーバーの場合、サーバー（仮想マシン）管理者以外がアクセス可能である場合がある

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管理者 物理マシン 仮想マシン
サーバー管理者 Yes Yes
ストレージ管理者 No Yes
ネットワーク管理者 No Yes
バックアップオペレーター No Yes
仮想化ホスト管理者 No Yes
サーバー管理者以外、データへのアクセス不可能となる。
問題解決
No
No
No
No

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仮想ディスクを暗号化したら、
仮想マシンを起動できなくないか？
というか、どうやって暗号化するの？

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 Windows Server 2016 で実装される Host Guardian Service と
Windows Server 2016 Hyper-V が連携して実現する、仮想マシンの暗号化ソリューション
 仮想マシンには仮想 Trusted Platform Module(TPM) が提供され、vTPM を利用した
BitLocker ドライブ暗号化にて、起動ドライブを含むすべての仮想ディスクの保護を実施
 仮想マシンの起動キーは Host Guardian Service サーバーで管理され、 Hyper-V ホスト
からのキー取得要求を精査し、問題なければキーを発行する
 キーを要求する Hyper-V ホストの証明方式 (Attestation Mode) は
『 Hardware Rooted Attestation 』と『 Administrative Based Attestation 』の 2 方式から
選択して実装する

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 仮想ディスク
BitLocker によるディスク暗号化
 コンソール
Hyper-V マネージャ、SCVMM からの
コンソール接続が不可に（操作は全て
リモートデスクトップにて実施）
 ゲストサービス経由のファイルコピー
コピー不可

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 Enter-PSSession
管理者アカウント、パスワードが判れば Guarded Host からリモート実行可能

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 Hardware Rooted Attestation (H/W-Trusted)
◦ Hyper-V ホストに H/W(TPM 2.0,UEFI 2.3.1) の実装が必要
◦ Hardware ベースとなるため、 Hyper-V ホストのPlatform ID をHost Guardian Service
に登録する必要あり
◦ コンフィグレーションは複雑になる
◦ サービスプロバイダー向けの実装
 Administrative Based Attestation (Admin-Trusted)
◦ AD 間の信頼関係とセキュリティー設定が必要
◦ コンピューターアカウントをセキュリティーグループに登録し、設定を実施
◦ 特別な H/W を必要とせず、すべて S/W 設定で実装可能
◦ 簡単に実装可能
◦ PoC や 社内システムとして利用する場合を想定

16. - Domain Controller
- Host Guardian Service
･ Attestation Server
･ Key Protection Server
Physical or Virtual
Domain Controller
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Internet
Virtual Machine Manager
Hyper-V Hosts
for
Shielded VM
Shielded VMs
Physical Server
- Hyper-V host
- Remote Server
Administration Tools
Host Guardian Service
contoso-hgs.com
Hoster Active Directory
contoso.com
Tenant Infrastructure
fabrikam.com
信頼関係
Service Provider
Infrastructure

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Attestation Service
(IIS WebApp)
Key Protection Service
(IIS WebApp)
Guarded Host
(Hyper-V Host) Host Guardian Service node
① Shielded VM 起動
② Attestation Clientが
認証処理開始
Attestation Protocol
REST API
③ Kerberosサービスチケット
をホストが提出
④ グループメンバー
を検証
⑤ 証明書発行

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 Windows Server 2016 TP2 必須
 役割として、以下のものを導入
◦ Host Guardian Service
同時に以下のものが自動的に導入
 .Net Framework 4.6
 Active Directory Domain Service
 Failover Clustering
 Web Server(IIS)
 Windows Process Autentication

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 Windows Server 2016 TP2 必須
 役割として、以下のものを導入
◦ Hyper-V
 機能として、以下のものを導入
◦ Host Guardian Hyper-V Support
◦ Remote Service Administration Tools → Shielded VM Tools

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 System Center TP2 VMM にて、 HGS に対応
 PowerShellだけでも HGS は実装可能
であるため、オプション扱い
 Hyper-V ホストのプロパティで設定
 Shielded VMのテンプレート展開も可能

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 Gen2 VM であること
 パーティションテーブルが GPT であること
 Secure Boot が有効であること
 Shielded VM にインストールする OS は Windows Server 2016 TP2 または
Windows Server 2012 R2 であること

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 Host Guardian Service の役割インストール
 Host Guardian Service のセットアップ（ Install-HgsServer ）
◦ HGS 用 Active Directory Domain Service も、このタイミングでセットアップ
 Host Guardian Service の初期化（ Initialize-HgsServer ）
◦ HGS Cluster のセットアップも実施
 Attestation Mode の設定（ Register-HgsAttestation ）
 Guarded Host のドメインと信頼関係設定
 セキュリティーグループの設定とAttestation ポリシーの設定
 Key Protection Server 用の証明書の発行
 Key Protection Server 用 Web サイトの SSL 設定
 Key Protection Server の設定（ Register-HgsKeyProtection ）
 Guarded Host の設定（ Import-HgsGuardian ／ New-HgsKeyProtector）

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 Attestation Server と Key Protection Server のURL をグローバル設定として一括設定可能
◦ SCVMM を使用しない場合、各 Guarded Host で『 Set-HgsClientConfiguration 』
Cmdlet にて Attestation Server と Key Protection Server のURL を設定する必要あり
→ この設定を実施しないと、Live Migration や import/export でエラーが発生する
 SCVMM を利用して、Shielded VM をテンプレートから展開することが可能
◦ 但し、Shielded VM 用にカスタマイズ（署名）した VHDX ファイルが必要になる
 テンプレート展開時、パスワードなどの機密情報を VMM コンソール上で入力不要になる
◦ 事前に Unattend.xml を作成、Shielding Data File (.PDK) に組み込むことで実現
 Shielding Data File で使用可能な VHDX ファイルを指定することにより、無許可で変更
（もしくは改ざん）された Disk でShielded VM を展開することを防止

25.  『 Setting 』 → 『 Host Guardian Server Settings 』からグローバル設定として設定
 各 Hyper-V ホスト（ Guarded Host ）から個別設定も可能
→ H/W-Trasted の場合は、個別設定をしなければいけない項目が存在
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26.  ホストのプロパティで、Guarded Hostとして動作可能かを確認
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 Windows Server 2016 TP2 ないしは Windows Server 2012 R2 のインストール ISO から
初期イメージを抽出（注 1 ）
→ イメージ抽出は『 Convert-WindowsImage.ps1 』を使用（注 2 ）
 抽出したイメージに BitLocker の役割を導入（ Add-WindowsFeature -Vhd ）
 テンプレート用 Disk 署名用証明書を生成
 TemplateDiskWizard.exe を使用して、テンプレート用 Disk に署名
 署名済みテンプレート用 Disk を SCVMM のライブラリにコピー
 署名済みテンプレート用 Disk の Volume Signature Catalog(.vsc) を作成
（ Get-SCVolumeSignatureCatalog ）
 署名済みテンプレート用 Disk を使用して、仮想マシンテンプレートを作成

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 テンプレート用 Disk 署名ツール
 署名する証明書と Disk の名前、バージョンを指定して実行
 ここで指定した証明書、 Disk 名等がテンプレート用 Disk の識別子として使用される

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 （注 1 ） TP2 では、Sysprep 済み カスタム VM からテンプレートを作成不可
→ Sysprep 済み Disk を TemplateDiskWizard.exe で署名しようとするとエラーが発生
→ Step-by-Step ガイド (Ver.1.3) には『 TP2 に限っては、イメージ抽出が必要』と記載
 （注 2 ） Convert-WindowsImage.ps1 は、英語環境のみ動作？
→ 日本語環境で実行するとエラー発生、英語環境では正常終了

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 VM 作成用の Unattend.xml を作成
◦ 以下のものを Unattend.xml 内で指定可能
 Administrator パスワード
 ドメイン参加する場合のドメイン名、および参加するためのユーザー名／パスワード
 リモートデスクトップ接続の有効化
 Windows Firewall 設定
 コンピューター名（ SCVMM 側からの設定を引き継ぐことも可能）
 タイムゾーン（ SCVMM 側からの設定を引き継ぐことも可能）
 その他言語設定等
 Shielding Data File (.PDK) の作成

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 テンプレートから Shielded VM を展開する際に使用する、
Unattend.xml などを指定した Shielding Data File (.PDK)
を作成するためのツール
 テンプレート展開時に使用するテンプレート用 Disk を、
Volume Signature Catalog(.VSC) ファイルを使用して
指定する
 バージョンに関しては、『 Equals 』『 Grater than 』
『 At least 』が指定可能で、条件に一致した Disk を
使用可能

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 パスワード、ファイヤーウォール設定などのセットアップ情報が記載された Unattend.xml
と同時配布するファイルを指定。以下の例ではリモートデスクトップ用の証明書を配布
 Win32_TSGeneralSetting を設定すると、以下のようにRDP接続時の証明書を設定可能

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 OS 設定の項目で、設定可能な項目が通常のテンプレート展開時と比べて少なくなってい
ることが確認できる
これは、パスワード等の機密情報を入力できないようにするための処置
通常展開時 Shielded VM 展開時

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 次の画面で、 VM 管理者が作成したShielding Data File (.PDK) を指定する画面になるので、
あらかじめ作成した pdk ファイルを指定する
パスワード等は、すべて pdk の設定が反映される

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 SCVMMを使用したテンプレート展開をする場合、 IP Pool からの静的 IP Address が設定
不可
→ VMMコンソール上、 IP Address が割り当てられているようにみえるが、実際には
設定されていない
→別途 DHCP Serverが必要
 Guarded Host の Disk I/O 性能によっては、VM 作成にかかる時間が 60 分以上かかる場合
がある。その場合、 SCVMM のジョブがタイムアウトで異常終了するので注意が必要
 テンプレートで使用している仮想 Disk が、 Shielding Data File 内で指定した Disk 名と
バージョンの条件を満たしていない場合、 Shielded VM の作成に失敗するので注意

36.  VM 、テンプレートともに、プロパティから確認可能
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VM のプロパティ テンプレートのプロパティ

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 Shielded VM を検証する際は、環境を構成するすべての Windows Server 2016 TP2 で
最新の Windows Updateを適用すること
 冗長化構成は TP2 では構成不可

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 Shielded VMは、仮想 Disk の暗号化を基軸にした画期的なセキュリティーソリューション
です
これにより『仮想 Disk そのもの』の持ち去りから発生する情報漏えいを、未然に防止で
きます
 Hyper-V ベースの Service Provider Cloud を展開している場合、 Shielded VM を導入する
ことにより、顧客に堅牢なセキュリティーという付加価値を提供することも可能です
 System Center Virtual Machine Manager を合わせて使用する事により、 Shielded VM の
展開もより簡単に実施可能です
 機会がありましたら、ぜひ一度テストをしてみてください

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 Shielded VMs and Guarded Fabric Validation Guide for Windows Server 2016
https://gallery.technet.microsoft.com/Shielded-VMs-and-Guarded-44176db3
 Harden the Fabric: Protecting Tenant Secrets in Hyper-V
http://channel9.msdn.com/Events/Ignite/2015/BRK3457
 Windows Server 2016世代のクラウド基盤の守護者、Host Guardian Serviceとは
http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1506/15/news009.html

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