Qubes OS

Qubes OS, izolasyon (yalıtma) yoluyla güvenlik sağlamayı amaçlayan güvenlik odaklı bir masaüstü Linux dağıtımıdır. Sanallaştırma, Xen tarafından gerçekleştirilir ve kullanıcı ortamları diğer işletim sistemlerinin yanı sıra Fedora, Debian, Whonix ve Microsoft Windows tabanlı olabilir.

Qubes gibi sistemler akademide Converged Multi-Level Secure(MLS) Sistemler olarak anılır. Benzer sistemlerin diğer önerileri ortaya çıktı  ve SecureView  ticari bir rakip, ancak Qubes OS, ücretsiz ve açık kaynaklı bir yazılım (FOSS) lisansı altında aktif olarak geliştirilen türden tek sistemdir.

Güvenlik hedefleri 

Qubes, Security by Isolation yaklaşımını uygular. Varsayım, kusursuz, hatasız bir masaüstü ortamı olamayacağıdır: böyle bir ortam, milyonlarca kod satırı ve milyarlarca yazılım/donanım etkileşimi sayar. Bu etkileşimlerin herhangi birindeki kritik bir hata, kötü amaçlı yazılımın bir makinenin kontrolünü ele geçirmesi için yeterli olabilir.

Bir Qubes kullanıcısı bir masaüstünü güvenceye almak için çeşitli ortamları izole etmeye özen gösterir, böylece bileşenlerden birinin güvenliği ihlal edilirse kötü amaçlı yazılım yalnızca o ortamdaki verilere erişebilir.

Qubes'te yalıtım iki boyutta sağlanır: donanım denetleyicileri işlevsel etki alanlarına (örneğin ağ etki alanları, USB denetleyici etki alanları) ayrılabilir, oysa kullanıcının dijital yaşamı farklı güven seviyelerine sahip etki alanlarına bölünebilir. Örneğin: çalışma alanı (en güvenilir), alışveriş alanı, rastgele alan (daha az güvenilir). Bu etki alanlarının her biri ayrı bir sanal makinede (VM) çalıştırılır.

Qubes VM'leri varsayılan olarak parolasız kök erişimine sahiptir. (örneğin parolasız sudo)  UEFI Güvenli Önyükleme kutudan çıktığı anda desteklenmez, ancak bu önemli bir güvenlik sorunu olarak kabul edilmez. Qubes çok kullanıcılı bir sistem değildir.

Kurulum ve gereksinimler 
Qubes, çoklu önyükleme sisteminin bir parçası olarak çalıştırılmak üzere tasarlanmamıştı, çünkü bir saldırgan diğer işletim sistemlerinden birinin kontrolünü ele geçirirse, Qubes'in güvenliğini tehlikeye atabilir (örn. Qubes önyüklemesinden önce). Ancak Qubes'i çoklu önyükleme sisteminin bir parçası olarak kullanmak ve hatta grub2'yi önyükleyici/önyükleme yöneticisi olarak kullanmak hala mümkündür. Standart bir Qubes kurulumu, kurulduğu depolama ortamındaki (örneğin sabit sürücü, USB flash sürücü) tüm alanı kaplar (yalnızca tüm kullanılabilir boş alanı değil) ve LUKS/dm-crypt tam disk şifrelemesini kullanır. Qubes OS kurulumunun çoğunu özelleştirmek (önemsiz olmasa da) mümkündür, ancak güvenlik nedenleriyle, Qubes'i yakından tanımayan kullanıcılar için bu önerilmez. Qubes 4.x, en az 32 GiB disk alanına ve 4 GB RAM'e ihtiyaç duyar. Bununla birlikte, pratikte tipik olarak 6-8 GB RAM'e ihtiyaç duyar, çünkü yalnızca 4 GB RAM ile çalıştırmak mümkün olsa da, kullanıcılar muhtemelen bir seferde en fazla üç Qube çalıştırmakla sınırlı olacaktır.

2013'ten beri Qubes, 32-bit x86 mimarilerini desteklemiyor ve şimdi 64-bit işlemci gerektiriyor. Qubes, aygıtları ve sürücüleri izole etmek için yalnızca 64 bit mimarilerde bulunan Intel VT-d /AMD'nin AMD- Vi'sini kullanır. 64 bit mimari ayrıca bazı saldırı sınıflarına karşı biraz daha fazla koruma sağlar. Qubes 4.x'ten bu yana Qubes, EPT ve Intel VT-d sanallaştırma teknolojisine sahip VT-x desteğine sahip bir Intel işlemci veya RVI (SLAT) ve AMD-Vi (diğer adıyla AMD IOMMU) ile AMD-V desteğine sahip bir AMD işlemci gerektirir. ) sanallaştırma teknolojisi. Qubes, masaüstü pazarını hedefliyor. Bu pazara Intel işlemcileri ve yonga setlerini çalıştıran dizüstü bilgisayarlar hakimdir ve sonuç olarak Qubes geliştiricileri Intel'in VT-x/VT-d teknolojilerine odaklanır. AMD IOMMU, Intel'in VT-d'si ile işlevsel olarak aynı olduğundan, bu AMD işlemciler için önemli bir sorun değildir.

Kullanıcı deneyimi 
Kullanıcılar Qubes OS ile normal bir masaüstü işletim sistemiyle etkileşime girecekleri şekilde etkileşime girerler. Ancak bazı önemli farklılıklar var:

 Her güvenlik alanı (qube), farklı renkli bir pencere kenarlığı ile tanımlanır
 Belirli bir güvenlik etki alanı için o oturumda bir uygulamanın ilk kez açılması yaklaşık 30 saniye sürecektir (donanma bağlı olarak)
 Alan adları panoyu veya dosya sistemini paylaşmadığından, ve pano  dosyalarını kopyalamak biraz farklıdır.
 Kullanıcı güvenlik bölmeleri oluşturabilir ve yönetebilir

Sistem mimarisine genel bakış

Xen hipervizörü ve yönetim alanı (Dom0) 
Hiper yönetici, farklı VM'ler arasında yalıtım sağlar. Dom0 (Xen'den devralınan bir terim) olarak da adlandırılan yönetim alanı, varsayılan olarak tüm donanıma doğrudan erişime sahiptir. Dom0, GUI etki alanını barındırır ve grafik aygıtının yanı sıra klavye ve fare gibi giriş aygıtlarını da kontrol eder. GUI etki alanı, kullanıcı masaüstünü görüntüleyen X sunucusunu ve kullanıcının uygulamaları başlatmasına ve durdurmasına ve pencerelerini değiştirmesine izin veren pencere yöneticisini çalıştırır.

Farklı VM'lerin entegrasyonu, kullanıcı için uygulamaların masaüstünde yerel olarak yürütüldüğü ve aslında farklı VM'lerde barındırıldığı (ve izole edildiği) bir yanılsama sağlayan Uygulama Görüntüleyici tarafından sağlanır. Qubes, tüm bu sanal makineleri tek bir ortak masaüstü ortamına entegre eder.

Dom0 güvenliğe duyarlı olduğu için ağdan izole edilmiştir. Virüs bulaşmış bir VM'den kaynaklanan bir saldırı olasılığını en aza indirmek için mümkün olduğunca az arayüze ve diğer etki alanlarıyla iletişime sahip olma eğilimindedir.

Dom0 etki alanı, aslında dom0 dosya sistemlerinde dosya olarak depolanan diğer VM'lerin sanal disklerini yönetir. Disk alanı, salt okunur modda aynı kök dosya sistemini paylaşan çeşitli VM'ler sayesinde tasarruf edilir. Ayrı disk depolama, yalnızca kullanıcı dizini ve VM başına ayarlar için kullanılır. Bu, yazılım yüklemesinin ve güncellemelerinin merkezileştirilmesini sağlar. Yazılımı root olmayan kullanıcı olarak kurarak veya standart olmayan, Qubes'e özgü /rw hiyerarşisine kurarak yalnızca belirli bir VM'ye kurmak da mümkündür.

Ağ alanı 
Ağ mekanizması, güvenlik saldırılarına en çok maruz kalan mekanizmadır. Bunu atlatmak için, Ağ Etki Alanı adlı ayrı, ayrıcalıksız bir VM'de yalıtılmıştır.

Linux çekirdeği tabanlı güvenlik duvarını barındırmak için başka bir güvenlik duvarı VM'si kullanılır, böylece bir aygıt sürücüsü hatası nedeniyle ağ etki alanı tehlikeye girse bile, güvenlik duvarı hala yalıtılmış ve korumalıdır (ayrı bir Linux çekirdeğinde çalıştığı için). ayrı VM).

Application Virtual Machines (AppVM) 
AppVM'ler, web tarayıcısı, e-posta istemcisi veya metin düzenleyici gibi kullanıcı uygulamalarını barındırmak için kullanılan VM'lerdir. Güvenlik amacıyla bu uygulamalar kişisel, iş, alışveriş, banka vb. farklı alanlarda gruplandırılabilir. Güvenlik etki alanları ayrı VM'ler olarak uygulanır, böylece farklı makinelerde yürütülüyormuş gibi birbirlerinden izole edilir.

Bazı belgeler veya uygulamalar, dosya yöneticisinde bulunan bir eylem aracılığıyla tek kullanımlık VM'lerde çalıştırılabilir. Mekanizma, sanal alan fikrini takip eder: belgeyi veya uygulamayı görüntüledikten sonra, tüm Tek Kullanımlık VM imha edilecektir.

Her güvenlik alanı bir renkle etiketlenir ve her pencere ait olduğu etki alanının rengiyle işaretlenir. Bu nedenle, belirli bir pencerenin hangi etki alanına ait olduğu her zaman açıkça görülebilir.

Tepkiler 
Edward Snowden, Daniel J. Bernstein ve Christopher Soghoian gibi güvenlik ve gizlilik uzmanları projeyi kamuoyu önünde övdü.

Jesse Smith, DistroWatch Weekly için Qubes OS 3.1'in incelemesini yazdı:

Linux Journal'dan Kyle Rankin, 2016'da Qubes OS'yi inceledi:

2014 yılında Qubes, uluslararası insan hakları kuruluşu Access Now tarafından yürütülen Endpoint Security için Access Innovation Prize 2014 finalisti seçildi.

Ayrıca bakınız 

 Whonix
 Tails (işletim sistemi)

Kaynakça

Dış bağlantılar 

 
 Qubes OS  on DistroWatch

Linux dağıtımları
2012 yazılımları
X86-64 Linux dağıtımları
RPM tabanlı Linux dağıtımları
İşletim sistemi güvenliği
İncelenmemiş çeviri içeren sayfalar