卒業研究でブロックチェーンを用いてDDoS攻撃に対抗するWebアーキテクチャを提案しました

1. Webサーバの公共化
森研究室 松尾智博
指導教員 森邦彦 小田謙太郎

2. 背景
サイバーアタックによって有名サイトが次々とダウン
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2011 2012 2013 2014 2015 2016
過去5年間で攻撃規模は約12倍に拡大
出典： Arbor Networks
http://jp.arbornetworks.com/

3. 背景
DDoS攻撃とは
マルウェアに感染した端末が同時にWebサーバへアクセス負荷
をかけることでダウンさせる攻撃
攻撃側 Webサーバ

4. 背景
攻撃側 Webサーバ
形態 多数・分散
（1000〜数万台）
少数
（1〜10台）

5. 背景(外部状況）
攻撃側 Webサーバ
形態 多数・分散
（1000〜数万台）
少数
（1〜10台）
CDN(Content Delivery Network)で分散できるが
企業に依存しているのでコストがかかる・限界がある

6. 背景
攻撃側 Webサーバ
形態 多数・分散
（1000〜数万台）
少数
（1〜10台）
計算資源の
入手
窃盗 管理者が購入

7. 目的
攻撃側 Webサーバ
形態 多数・分散
（1000〜数万台）
少数
（1〜10台）
計算資源の
入手
窃盗 管理者が購入
攻撃側とWebサーバとの非対称性を無くす

8. 提案手法
Webサーバの公共化
定義
・有志がサーバ資源を他人に提供
・サーバ資源はお互いに共有可能
・第三者のコンテンツを配信可能
Kadai-u.ac.jp
google.com
yahoo.jp

9. 公共化することで
メリット
・非対称性の排除
・突発的なトラフィックに対
応できる
・クライアントは近くのサー
バから読み込むことで応答
が速くなる
問題点
・ストレージを誰がどこで持
つのか
・他人のサーバを経由して
もデータの改ざんを防ぐ必
要がある

10. ストレージを誰がどこで持つのか
要件：DDoS攻撃に耐える
・P2Pによる分散ストレージ
・全参加者がコピー持ち互いに検証
・システムが停止しにくく、耐改ざん性
解決策 ブロックチェインを使用する

11. 解決策
署名済コンテンツ
秘密鍵
コンテンツ作成者
・秘密鍵はサーバ管理者が所有
・サーバ管理者がコンテンツに署名を行ってから保存
・秘密鍵をサーバに置かないのでセキュリティも向上
他人のサーバを経由してもデータの改ざんを防ぐ

12. ドメインA
実装例
ドメインB
サーバ
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
A
B C

13. ドメインA ドメインB
サーバ
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
HTTP
サーバ
ブロック
チェイン
P2Pノード
A
B C

14. 今後の課題
・多くの人にWebサーバを提供してもらいたい
⇒転送容量や帯域幅など貢献に応じて
インセンティブを与える仕組みにする
・名前解決の仕組みが必要
⇒トラフィックの集中を防ぐためにも
ネットワーク的に近いサーバを選択
ドメインB
A
B C

15. まとめ
形態 多数・分散
（1000〜数万台）
少数
（1〜10台）
多数・分散
（実質無数）
計算資源
の入手
窃盗 管理者が購入 お互いに提供
攻撃側 従来 提案
・非対称性の排除
・突発的なトラフィックに対応できる
・クライアントは読み込みが高速化
・耐改ざん性、セキュリティの向上
メリット