Construção de um Cyber Range na nuvem para instituições de ensino superior

Na era digital atual, a formação em cibersegurança tornou-se crucial para preparar estudantes e profissionais para combater eficazmente as ameaças cibernéticas. Uma ferramenta poderosa que auxilia nesta formação é o Cyber Range, que proporciona um ambiente simulado para praticar técnicas de cibersegurança e responder a diversos ciberataques.

Quer seja uma instituição de ensino que pretende reforçar o seu currículo de cibersegurança ou um estudante em busca de experiência prática, compreender como construir um Cyber Range é essencial.

Neste blog, exploraremos o processo de construção de um Cyber Range adaptado às necessidades das instituições de ensino superior, com foco específico no aproveitamento da tecnologia de nuvem. Os Cyber Ranges baseados na nuvem oferecem várias vantagens, incluindo escalabilidade, flexibilidade e acessibilidade, tornando-os uma escolha ideal para as instituições de ensino.

A sua leitura resumida:

O que é um Cyber Range

Utilização do Cyber Range no ensino superior

O que deve incluir um Cyber Range?

Como construir um Cyber Range na nuvem?

Planeamento e preparação para a construção de um Cyber Range na nuvem para o ensino superior

O que é um Cyber Range

Um Cyber Range (CR) é um ambiente simulado concebido para a formação em cibersegurança, a simulação e o desenvolvimento de tecnologias de cibersegurança. Oferece um espaço controlado para replicar cenários do mundo real, permitindo que as pessoas pratiquem e aperfeiçoem as suas competências.

Dentro de um Cyber Range, pode ser simulada uma ampla variedade de cenários, incluindo ataques de rede, violações de dados, infeções por malware, ataques de negação de serviço e ataques de engenharia social. Esta versatilidade permite que os formandos se familiarizem com diferentes tipos de ameaças cibernéticas e desenvolvam estratégias eficazes para as enfrentar.

Para construir um Cyber Range existem várias opções, tais como comprar um produto comercial, desenvolver a sua própria solução ou utilizar uma abordagem híbrida. Cada opção tem as suas próprias vantagens e desvantagens, dependendo do seu orçamento, recursos, objetivos e necessidades.

Utilização do Cyber Range no ensino superior

Eis as utilizações ou benefícios dos CR educativos:

• Um Cyber Range de última geração serve como uma ferramenta poderosa para atrair estudantes brilhantes e curiosos que procuram uma experiência educativa desafiadora e significativa em cibersegurança.
• Ao oferecer capacidades avançadas de simulação e ao incorporar laboratórios práticos de Cyber Range nos programas de licenciatura, o Cyber Range torna-se uma experiência empolgante e imersiva que ressoa junto dos estudantes com conhecimentos tecnológicos e elevadas expectativas.
• A vasta experiência prática obtida através do Cyber Range distingue os seus diplomados dos seus pares, tornando-os altamente desejáveis para os empregadores que valorizam as competências práticas e a proficiência no mundo real.
• Com um Cyber Range abrangente, os estudantes ficam bem preparados para se defenderem contra uma ampla gama de ciberataques emergentes em qualquer tipo de rede, utilizando ferramentas de segurança populares e muito procuradas.
• Ao aproveitar o Cyber Range, pode aumentar as inscrições em todos os seus programas de licenciatura em cibersegurança, incluindo os programas tradicionais, online e executivos.
• A incorporação do Cyber Range em programas de licenciatura online amplia a acessibilidade e a flexibilidade para os estudantes que frequentam o ensino à distância, mantendo simultaneamente a sua eficácia para os cursos presenciais.
• O Cyber Range serve como um ativo dinâmico que melhora a reputação global e o apelo dos seus programas de cibersegurança, atraindo mais estudantes e respondendo à crescente procura por profissionais qualificados em cibersegurança.

Os Cyber Ranges educativos são como academias imersivas para a educação e a formação em cibersegurança. Oferecem um ambiente de aprendizagem estruturado onde os estudantes podem aprofundar diversas matérias de cibersegurança e adquirir experiência prática no domínio da ciberdefesa.

O que deve incluir um Cyber Range?

Uma plataforma de Cyber Range é um conjunto de hardware e software num espaço virtual controlado que imita a rede, os sistemas e o tráfego de uma organização para efeitos de formação em cibersegurança e desenvolvimento tecnológico.

De acordo com o NIST (National Institute of Standards and Technology), os principais componentes tecnológicos que se conjugam para formar um Cyber Range coeso incluem:

1. Range Learning Management System (RLMS): Servindo como funcionalidade central, o RLMS combina as funcionalidades padrão de um Learning Management System (LMS) com as características únicas específicas de um Cyber Range.
2. A camada de orquestração: Esta camada recebe os dados do RLMS e orquestra a integração perfeita da infraestrutura, da camada de virtualização ou isolamento e da infraestrutura alvo. Quer seja desenvolvida internamente ou utilizando produtos comerciais, a camada de orquestração permite uma extensibilidade dinâmica através de nuvens públicas e privadas, bem como de infraestruturas dedicadas por cabo, melhorando a adaptabilidade e a eficácia do ecossistema do Cyber Range.
3. Infraestrutura subjacente: Os Cyber Ranges dependem da infraestrutura subjacente, que inclui componentes de rede, servidor e armazenamento. Embora os ranges dedicados possam ser construídos sobre infraestrutura física, isto pode ser dispendioso e limitado em termos de escalabilidade. Para enfrentar estes desafios, muitos fornecedores de ranges estão a migrar para uma infraestrutura virtual definida por software, como as camadas de orquestração baseadas em OpenStack, tais como o CloudShell da Quali. Esta mudança envolve a utilização do Open vSwitch como comutador virtual e do OpenFlow como protocolo de gestão. A seleção da infraestrutura depende do suporte a hardware e software legados e da adaptação aos casos de uso do cliente. Além disso, a geração de tráfego e a emulação de ataques desempenham um papel significativo nas operações do Cyber Range, embora não façam estritamente parte da infraestrutura subjacente.
4. Camada de virtualização: A camada de virtualização é essencial nos Cyber Ranges, fornecendo os meios para reduzir o espaço físico através da virtualização. São comummente utilizadas soluções baseadas em hipervisores e infraestrutura definida por software. O nível de desintermediação entre a infraestrutura física e a infraestrutura alvo influencia o realismo do range, mas é crucial para a viabilidade económica. Além disso, a camada de virtualização atua como uma firewall, separando a infraestrutura alvo e os seus vetores de ataque da infraestrutura subjacente, que pode basear-se numa nuvem pública dedicada ou numa nuvem privada.
5. Infraestrutura alvo: A infraestrutura alvo refere-se ao ambiente simulado onde os estudantes recebem formação. Em alguns casos, pode assemelhar-se muito à infraestrutura de TI e segurança real dos estudantes. Os Cyber Ranges sofisticados incluem perfis de servidores, armazenamento, endpoints, aplicações e firewalls disponíveis comercialmente. Através da interação do estudante, o RLMS gera scripts que orientam a camada de orquestração na criação da infraestrutura alvo. Estes scripts podem incluir detalhes de configuração específicos do cliente, como gamas de endereços IP, informações de encaminhamento, pilhas de servidores e software de endpoints

Como construir um Cyber Range na nuvem?

Ao implementar um Cyber Range (CR) na nuvem, existem três opções a considerar: nuvem pública, nuvem privada ou uma abordagem híbrida que combine ambas.

• Nuvem pública: Numa infraestrutura de Cyber Range em nuvem pública, o fornecedor de serviços de nuvem (por exemplo, Amazon, Microsoft, Google) gere toda a infraestrutura, e os utilizadores acedem aos serviços sem participar na gestão da infraestrutura. No entanto, surgem limitações relativamente ao controlo sobre as transferências de dados, à flexibilidade no desenvolvimento e configuração de cenários, e ao cumprimento das restrições tecnológicas impostas pelo fornecedor de nuvem.
• Nuvem privada: Numa infraestrutura de Cyber Range em nuvem privada, a infraestrutura é criada e gerida pelos organizadores do CR. Estes assumem os custos de instalação, manutenção e operação. Esta abordagem oferece controlo total sobre as aplicações, os dados e a informação implementados que circulam dentro da infraestrutura de nuvem.
• Nuvem híbrida: Uma infraestrutura de Cyber Range em nuvem híbrida combina elementos das nuvens pública e privada. Proporciona as vantagens da escalabilidade da nuvem pública e do controlo sobre a segurança dos dados do CR oferecido por uma nuvem privada. Esta abordagem permite flexibilidade e personalização, aproveitando simultaneamente os recursos e serviços dos fornecedores de nuvem pública.

Requisitos de hardware e sistema operativo:

Tenha em atenção que os seguintes detalhes de hardware e sistema operativo são os requisitos mínimos para a configuração do seu Cyber Range. No entanto, tem a flexibilidade de utilizar qualquer número desejado de núcleos de CPU, RAM e outros elementos para um desempenho ótimo.

Hardware: Para construir um Cyber Range, é necessário um mínimo de 4 núcleos numa CPU que suporte instruções VT-x, como uma Intel Core i5-2300 series ou superior. RAM adequada, com um mínimo de 16GB, e espaço suficiente em disco rígido, de preferência algumas centenas de GB, são essenciais para alojar várias máquinas virtuais (VMs). Optar por um SSD como disco rígido pode melhorar significativamente o desempenho.

Sistema operativo: Ao configurar um Cyber Range, é importante considerar um sistema operativo que seja simultaneamente leve e eficiente em termos de recursos. O Ubuntu, sendo um sistema operativo baseado em Linux, gratuito e de código aberto, é uma escolha ideal para uma configuração deste tipo. Embora o Windows OS ou o MAC também possam ser considerados com base na preferência pessoal, os sistemas operativos baseados em Linux são geralmente mais eficientes em termos de recursos para a utilização de um Cyber Range.

Virtualização: As tecnologias de virtualização revolucionaram a criação de Cyber Ranges económicos, permitindo a simulação eficiente de diversas infraestruturas digitais. Estas tecnologias utilizam software de hipervisor para garantir que as máquinas virtuais (VMs) funcionem de forma independente e acedam aos recursos físicos necessários.

Os hipervisores podem ser obtidos como software comercial (por exemplo, VMware, Parallels, Microsoft Hyper-V, IBM z/VM) ou software de código aberto (por exemplo, KVM, VirtualBox, QEMU). Além disso, a tecnologia de contentores ganhou popularidade, melhorando a portabilidade e a velocidade de execução das aplicações ao agrupar o código da aplicação, as bibliotecas e as dependências num único componente de software.

Os benefícios da virtualização abrangem a alocação dinâmica de recursos às VMs, a restauração do sistema através de snapshots, a reconfiguração flexível das infraestruturas de rede e a fácil adição, clonagem, modificação e remoção de elementos.

Como é que a Spektra constrói um Cyber Range na nuvem para instituições de ensino?

Vamos explorar como a Spektra aproveitou a tecnologia de nuvem para construir um ambiente dinâmico de laboratórios de aprendizagem em Cyber Range para várias instituições de ensino na América do Norte.

• Aproveitando a experiência da Spektra em virtualização e infraestrutura de nuvem, a construção do Cyber Range começa com a migração das imagens de máquinas virtuais existentes para a plataforma de nuvem.
• Em seguida, a arquitetura on-premises do Cyber Range é replicada de forma autónoma dentro da nuvem, abrangendo diversas redes, sub-redes, camadas de virtualização e servidores.

Esta configuração coesa pode ser implementada, eliminada e reimplementada sem esforço como uma unidade unificada, garantindo escalabilidade e eficiência. Para otimizar a experiência do utilizador, é configurada uma GUI para a máquina virtual, facilitando uma interação e navegação fluidas e intuitivas.

• Cada componente virtual do Cyber Range é ajustado com precisão para replicar cenários do mundo real, proporcionando aos estudantes um ambiente de aprendizagem imersivo. Através destes ambientes de laboratório personalizados, os estudantes puderam colmatar a lacuna entre a teoria e a prática, adquirindo uma experiência prática inestimável.

Aproveitando a sinergia entre a experiência da Spektra e a tecnologia de nuvem de ponta, permitimos que inúmeras instituições estabeleçam Cyber Ranges dinâmicos que transcendem as fronteiras tradicionais da educação em cibersegurança.

Planeamento e preparação para a construção de um Cyber Range na nuvem para o ensino superior

Compreender os objetivos e os resultados desejados do projeto de Cyber Range:

Antes de embarcar na construção de um Cyber Range na nuvem, é crucial definir claramente os objetivos e os resultados desejados do projeto. Compreender estes objetivos ajuda a moldar o design geral e o âmbito do Cyber Range.

Avaliar os requisitos de formação únicos e os níveis de competência dos estudantes

Realize uma avaliação abrangente das necessidades de formação e dos níveis de competência dos estudantes para identificar requisitos específicos de desenvolvimento de competências em cibersegurança, incorporando a avaliação do currículo, inquéritos/entrevistas a estudantes e padrões do setor.

Identificar os recursos necessários, a alocação do orçamento e o cronograma

Avaliar as capacidades de hardware, software, redes e fornecedores de nuvem, ao mesmo tempo que se aloca um orçamento adequado e se estabelece um cronograma realista para uma execução bem-sucedida.

Abordagem colaborativa com a instituição de ensino na fase de planeamento

O planeamento eficaz do projeto de Cyber Range requer uma abordagem colaborativa entre o fornecedor e a instituição de ensino, envolvendo uma comunicação estreita, o alinhamento com os objetivos e o currículo, e o envolvimento das principais partes interessadas para uma implementação personalizada.

Conclusão:

No panorama digital em rápida evolução dos dias de hoje, se está a considerar implementar um Cyber Range para a sua instituição, a Spektra surge como o parceiro ideal.

Com a nossa experiência, o nosso conhecimento e as nossas soluções personalizadas, podemos ajudá-lo a conceber e implementar um Cyber Range de última geração na nuvem, especificamente adaptado para satisfazer as necessidades únicas da sua instituição de ensino.

Não perca a oportunidade de capacitar os seus estudantes com competências práticas de cibersegurança. Dê o próximo passo e contacte a Spektra hoje mesmo para uma demo e embarque numa jornada rumo a um Cyber Range robusto e eficaz na nuvem. Juntos, vamos moldar o futuro da educação em cibersegurança.