高等教育機関向けにクラウド上で Cyber Range を構築する

今日のデジタル時代において、サイバーセキュリティのトレーニングは、学生や専門家がサイバー脅威に効果的に対抗できるよう備えるために不可欠なものとなっています。このトレーニングを支援する強力なツールの一つが Cyber Range であり、サイバーセキュリティの技術を実践し、さまざまなサイバー攻撃に対応するためのシミュレーション環境を提供します。

サイバーセキュリティのカリキュラムを強化したい教育機関であっても、実践的な経験を求める学生であっても、Cyber Range をどのように構築するかを理解することは不可欠です。

このブログでは、高等教育機関のニーズに合わせた Cyber Range を構築するプロセスを、特にクラウド技術の活用に焦点を当てて解説します。クラウドベースの Cyber Range は、拡張性、柔軟性、アクセスのしやすさなど、いくつかの利点を提供し、教育機関にとって理想的な選択肢となります。

本記事の要約は以下のとおりです。

Cyber Range とは

高等教育における Cyber Range の活用

Cyber Range には何を含めるべきか？

クラウド上で Cyber Range を構築する方法は？

高等教育向けにクラウド上で Cyber Range を構築するための計画と準備

Cyber Range とは

Cyber Range（CR）とは、サイバーセキュリティのトレーニング、シミュレーション、およびサイバーセキュリティ技術の開発のために設計されたシミュレーション環境です。実世界のシナリオを再現するための管理された空間を提供し、個人がスキルを実践し、磨くことを可能にします。

Cyber Range 内では、ネットワーク攻撃、データ侵害、マルウェア感染、サービス拒否攻撃、ソーシャルエンジニアリング攻撃など、多様なシナリオをシミュレートできます。この多用途性により、学習者はさまざまな種類のサイバー脅威に触れ、それらに対抗するための効果的な戦略を構築できます。

Cyber Range を構築するには、市販製品を購入する、独自のソリューションを開発する、あるいはハイブリッドなアプローチを採用するなど、さまざまな選択肢があります。それぞれの選択肢には、予算、リソース、目標、ニーズに応じて、独自の長所と短所があります。

高等教育における Cyber Range の活用

教育向け CR の用途やメリットは次のとおりです。

• 最先端の Cyber Range は、サイバーセキュリティ分野でやりがいのある有意義な教育体験を求める、優秀で好奇心旺盛な学生を惹きつける強力なツールとして機能します。
• 高度なシミュレーション機能を提供し、Cyber Range 向けのハンズオンラボを学位プログラムに組み込むことで、Cyber Range は、高い期待を抱くテクノロジーに精通した学生の心に響く、刺激的で没入感のある体験となります。
• Cyber Range を通じて得られる豊富な実践経験は、貴校の卒業生を同輩から際立たせ、実践的なスキルと実世界での熟練度を重視する雇用主にとって非常に魅力的な存在にします。
• 包括的な Cyber Range により、学生は普及している需要の高いセキュリティツールを使用して、あらゆる種類のネットワーク上で新たに出現する幅広いサイバー攻撃に対して防御する準備を十分に整えることができます。
• Cyber Range を活用することで、従来型、オンライン、エグゼクティブ向けのプログラムを含む、すべてのサイバーセキュリティ学位プログラムの入学者数を増やすことができます。
• Cyber Range をオンライン学位プログラムに組み込むことで、遠隔学習を受ける学生のアクセスのしやすさと柔軟性が拡大すると同時に、対面式のコースにおいてもその有効性が維持されます。
• Cyber Range は、貴校のサイバーセキュリティプログラム全体の評判と魅力を高めるダイナミックな資産として機能し、より多くの学生を惹きつけ、高まる熟練したサイバーセキュリティ専門家への需要に応えます。

教育向け Cyber Range は、サイバーセキュリティの教育・訓練のための没入型アカデミーのようなものです。学生がさまざまなサイバーセキュリティの分野を掘り下げ、サイバー防御の領域で実践的な経験を積むことができる、構造化された学習環境を提供します。

Cyber Range には何を含めるべきか？

Cyber Range プラットフォームとは、サイバーセキュリティのトレーニングと技術開発のために、組織のネットワーク、システム、トラフィックを模倣する、管理された仮想空間内のハードウェアとソフトウェアの集合体です。

**NIST（National Institute of Standards and Technology）**によると、まとまりのある Cyber Range を形成するために組み合わされる中核的な技術コンポーネントには、次のものが含まれます。

1. Range Learning Management System（RLMS）: 中心的な機能として、RLMS は Learning Management System（LMS）の標準的な機能と、Cyber Range に固有の独自の特性とを組み合わせたものです。
2. オーケストレーションレイヤー: このレイヤーは RLMS からの入力を受け取り、インフラストラクチャ、仮想化または分離レイヤー、およびターゲットインフラストラクチャのシームレスな統合をオーケストレーションします。社内で開発されたものであれ、市販製品を利用したものであれ、オーケストレーションレイヤーは、パブリッククラウドおよびプライベートクラウド、ならびに専用の有線インフラストラクチャにわたる動的な拡張性を可能にし、Cyber Range エコシステムの適応性と有効性を高めます。
3. 基盤となるインフラストラクチャ: Cyber Range は、ネットワーク、サーバー、ストレージのコンポーネントを含む基盤となるインフラストラクチャに依存します。専用の range は物理インフラストラクチャ上に構築できますが、これはコストがかかり、拡張性に限界がある場合があります。こうした課題に対処するため、多くの range プロバイダーは、Quali の CloudShell のような OpenStack ベースのオーケストレーションレイヤーなど、ソフトウェア定義の仮想インフラストラクチャへ移行しています。この移行では、仮想スイッチとして Open vSwitch を、管理プロトコルとして OpenFlow を利用します。インフラストラクチャの選択は、レガシーなハードウェアおよびソフトウェアへの対応と、クライアントのユースケースへの適合に左右されます。さらに、トラフィックの生成と攻撃のエミュレーションは、厳密には基盤となるインフラストラクチャの一部ではないものの、Cyber Range の運用において重要な役割を果たします。
4. 仮想化レイヤー: 仮想化レイヤーは Cyber Range において不可欠であり、仮想化を通じて物理的なスペースを削減する手段を提供します。ハイパーバイザーベースのソリューションやソフトウェア定義インフラストラクチャが一般的に採用されています。物理インフラストラクチャとターゲットインフラストラクチャの間の非仲介化のレベルは、range のリアリティに影響しますが、経済的な実現可能性にとって極めて重要です。さらに、仮想化レイヤーはファイアウォールとして機能し、ターゲットインフラストラクチャとその攻撃ベクトルを、専用のパブリッククラウドまたはプライベートクラウドをベースとし得る基盤となるインフラストラクチャから分離します。
5. ターゲットインフラストラクチャ: ターゲットインフラストラクチャとは、学生がトレーニングを受けるシミュレーション環境を指します。場合によっては、学生の実世界の IT およびセキュリティのインフラストラクチャに非常によく似ていることもあります。高度な Cyber Range には、市販のサーバー、ストレージ、エンドポイント、アプリケーション、ファイアウォールのプロファイルが含まれています。学生とのやり取りを通じて、RLMS はスクリプトを生成し、ターゲットインフラストラクチャの作成においてオーケストレーションレイヤーを導きます。これらのスクリプトには、IP アドレスの範囲、ルーティング情報、サーバースタック、エンドポイントソフトウェアなど、クライアント固有の構成の詳細が含まれる場合があります

クラウド上で Cyber Range を構築する方法は？

Cyber Range（CR）をクラウドに展開する際には、パブリッククラウド、プライベートクラウド、またはその両方を組み合わせたハイブリッドなアプローチという、3 つの選択肢を検討することになります。

• パブリッククラウド: パブリッククラウドの Cyber Range インフラストラクチャでは、クラウドサービスプロバイダー（例: Amazon、Microsoft、Google）がインフラストラクチャ全体を管理し、ユーザーはインフラストラクチャの管理に関与することなくサービスにアクセスします。ただし、データ転送の制御、シナリオの開発・構成における柔軟性、およびクラウドプロバイダーによって課される技術的制約の遵守に関して制限が生じます。
• プライベートクラウド: プライベートクラウドの Cyber Range インフラストラクチャでは、インフラストラクチャは CR の主催者によって作成・管理されます。主催者は、インストール、保守、運用のコストを負担します。このアプローチは、クラウドインフラストラクチャ内で流通する、展開されたアプリケーション、データ、情報に対する完全な制御を提供します。
• ハイブリッドクラウド: ハイブリッドクラウドの Cyber Range インフラストラクチャは、パブリッククラウドとプライベートクラウドの両方の要素を組み合わせたものです。パブリッククラウドの拡張性という利点と、プライベートクラウドが提供する CR データのセキュリティに対する制御を兼ね備えています。このアプローチは、パブリッククラウドプロバイダーのリソースとサービスを活用しながら、柔軟性とカスタマイズを可能にします。

ハードウェアと OS の要件:

以下のハードウェアおよび OS の詳細は、Cyber Range のセットアップに関する最小要件であることにご注意ください。ただし、最適なパフォーマンスを得るために、CPU コア、RAM、その他の要素を必要なだけ自由に利用できます。

ハードウェア: Cyber Range を構築するには、Intel Core i5-2300 series 以上など、VT-x 命令をサポートする CPU 上に最低 4 コアが必要です。複数の仮想マシン（VM）をホストするには、最低 16GB の十分な RAM と、できれば数百 GB の十分なハードドライブ容量が不可欠です。ハードドライブとして SSD を選択すると、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。

オペレーティングシステム: Cyber Range をセットアップする際には、軽量でリソース効率の高いオペレーティングシステムを検討することが重要です。Ubuntu は無料でオープンソースの Linux ベースの OS であり、このようなセットアップに理想的な選択肢です。個人の好みに応じて Windows OS や MAC も検討できますが、Cyber Range の利用においては、一般的に Linux ベースのオペレーティングシステムの方がリソース効率に優れています。

仮想化: 仮想化技術は、費用対効果の高い Cyber Range の作成に革命をもたらし、さまざまなデジタルインフラストラクチャの効率的なシミュレーションを可能にしました。これらの技術は、仮想マシン（VM）が独立して動作し、必要な物理リソースにアクセスできるようにするために、ハイパーバイザーソフトウェアを利用します。

ハイパーバイザーは、市販ソフトウェア（例: VMware、Parallels、Microsoft Hyper-V、IBM z/VM）またはオープンソースソフトウェア（例: KVM、VirtualBox、QEMU）として入手できます。さらに、コンテナ技術も人気を集めており、アプリケーションのコード、ライブラリ、依存関係を単一のソフトウェアコンポーネントにまとめることで、アプリケーションのポータビリティと実行速度を高めています。

仮想化の利点には、VM への動的なリソース割り当て、スナップショットによるシステムの復元、ネットワークインフラストラクチャの柔軟な再構成、要素の容易な追加・複製・変更・削除などが含まれます。

Spektra は教育機関向けにクラウド上でどのように Cyber Range を構築するのか？

Spektra がクラウド技術を活用して、北米のさまざまな教育機関向けに Cyber Range のダイナミックな学習ラボ環境をどのように構築したのかを見ていきましょう。

• Spektra の仮想化およびクラウドインフラストラクチャに関する専門知識を活用し、Cyber Range の構築は、既存の仮想マシンイメージをクラウドプラットフォームへ移行することから始まります。
• 次に、Cyber Range の on-premises アーキテクチャが、多様なネットワーク、サブネット、仮想化レイヤー、サーバーを含めて、クラウド内で自己完結型の形で複製されます。

このまとまりのあるセットアップは、統合された単一のユニットとして、労せずに展開、削除、再展開でき、拡張性と効率性を確保します。ユーザーエクスペリエンスを最適化するために、仮想マシンには GUI が構成され、スムーズで直感的な操作とナビゲーションを促進します。

• Cyber Range 内のすべての仮想コンポーネントは、実世界のシナリオを再現するように綿密に調整され、学生に没入型の学習環境を提供します。こうしたカスタマイズされたラボ環境を通じて、学生は理論と実践のギャップを埋め、かけがえのない実践経験を得ることができました。

Spektra の専門知識と最先端のクラウド技術との相乗効果を活用することで、私たちは数多くの教育機関が、従来のサイバーセキュリティ教育の枠を超えたダイナミックな Cyber Range を構築できるよう支援してきました。

**高等教育**向けにクラウド上で Cyber Range を構築するための計画と準備

Cyber Range プロジェクトの目的と望ましい成果を理解する:

クラウド上での Cyber Range の構築に着手する前に、プロジェクトの目的と望ましい成果を明確に定義することが極めて重要です。これらの目的を理解することは、Cyber Range の全体的な設計と範囲を形づくるのに役立ちます。

学生固有のトレーニング要件とスキルレベルを評価する

トレーニングのニーズと学生のスキルレベルを包括的に評価し、カリキュラムの評価、学生へのアンケート／インタビュー、業界標準を取り入れながら、サイバーセキュリティに関する具体的なスキル開発要件を特定します。

必要なリソース、予算配分、スケジュールを特定する

ハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク、クラウドプロバイダーの能力を評価するとともに、適切な予算を配分し、成功裏に実行するための現実的なスケジュールを設定します。

計画段階における教育機関との協働的なアプローチ

Cyber Range プロジェクトの効果的な計画には、プロバイダーと教育機関との間の協働的なアプローチが必要であり、これには緊密なコミュニケーション、目標およびカリキュラムとの整合、そしてカスタマイズされた実装のための主要な利害関係者の関与が含まれます。

結論:

急速に進化する今日のデジタル環境において、貴校のために Cyber Range の導入を検討しているのであれば、Spektra が理想的なパートナーとして浮かび上がります。

私たちは、その専門知識、経験、そしてカスタマイズされたソリューションをもって、貴教育機関の独自のニーズを満たすために特別に調整された、最先端の Cyber Range をクラウド上で設計・実装するお手伝いができます。

学生に実践的なサイバーセキュリティスキルを身につけさせる機会をお見逃しなく。次の一歩を踏み出し、今すぐ Spektra にご連絡いただきデモをご依頼のうえ、クラウド上での堅牢かつ効果的な Cyber Range への道のりへとお進みください。ともに、サイバーセキュリティ教育の未来を形づくっていきましょう。