17 Апр, 2023

Протокол Memcached в памяти

Penetration Testing as a service (PTaaS)

Tests security measures and simulates attacks to identify weaknesses.

Протокол Memcached - это простой, легкий и распределенный протокол кэширования, используемый для ускорения динамических веб-приложений путем кэширования данных в памяти. Memcached - это высокопроизводительная система кэширования ключ-значение с открытым исходным кодом, которая хранит данные в памяти и обеспечивает быстрый доступ к часто используемым данным, уменьшая необходимость многократного извлечения данных из базового источника данных, такого как база данных или API. 

Протокол Memcached основан на архитектуре клиент-сервер, где клиенты (приложения) взаимодействуют с серверами Memcached для хранения и извлечения данных распределенным и масштабируемым образом. Протокол Memcached использует простой текстовый или двоичный формат для связи между клиентами и серверами, при этом команды и ответы кодируются в определенном формате. Протокол разработан таким образом, чтобы быть эффективным и оптимизированным по производительности, что делает его подходящим для сценариев высокоскоростного кэширования в веб-приложениях. 

Общие порты, сохраненные в Памяти 

TCP- порт 11211: Порт TCP / IP по умолчанию для Memcached равен 11211. Это наиболее распространенный порт, используемый для связи между клиентами (приложениями) и серверами Memcached по протоколу TCP/IP. 

UDP- порт 11211: Memcached также поддерживает связь по протоколу пользовательских дейтаграмм (UDP) в дополнение к TCP / IP. UDP-порт по умолчанию для Memcached также равен 11211. 

Инструменты для использования протокола Memcached 

Существует несколько инструментов, доступных для использования протокола Memcached для взаимодействия с серверами Memcached. Вот некоторые из популярных инструментов: 

Сохраненный в памяти: Официальный инструмент командной строки, предоставляемый проектом Memcached, позволяющий взаимодействовать с серверами Memcached с использованием протокола Memcached. Он предоставляет простой интерфейс командной строки для хранения, извлечения и удаления данных на серверах Memcached. 

Telnet: Широко используемый инструмент командной строки для подключения к удаленным серверам и взаимодействия с ними по сети. Вы можете использовать Telnet для ручной отправки команд протокола Memcached на сервер Memcached, что позволяет хранить, извлекать и удалять данные в кэше. 

Клиентские библиотеки PHP Memcached в памяти: Доступно несколько клиентских библиотек PHP Memcached, таких как php-memcached, php-memcache и Memcached extension для PHP. Эти библиотеки предоставляют API для взаимодействия с серверами Memcached в PHP-приложениях. 

Клиентские библиотеки, кэшированные в памяти Python: Доступно несколько клиентских библиотек Python Memcached, таких как python-memcached, pylibmc и python3-memcached. Эти библиотеки предоставляют API для взаимодействия с серверами Memcached в приложениях Python. 

Клиенты с графическим интерфейсом в памяти: Для Memcached также доступны клиенты с графическим пользовательским интерфейсом (GUI), которые предоставляют визуальный интерфейс для взаимодействия с серверами Memcached. Некоторые популярные клиенты Memcached GUI включают Memcached Manager, phpMemcachedAdmin и MemAdmin. Эти инструменты обеспечивают визуальный способ взаимодействия с серверами Memcached с использованием удобного интерфейса. 

Memcachedb - Память в кэше: Memcachedb - это механизм хранения данных, основанный на Memcached, который позволяет вам хранить данные постоянным образом, в отличие от оригинального Memcached, который хранит данные в энергозависимой памяти. Memcachedb предоставляет простой интерфейс командной строки для хранения, извлечения и удаления данных с использованием протокола Memcached. 

libmemcached - кэшированный: libmemcached - это клиентская библиотека C / C ++, которая предоставляет API для взаимодействия с серверами Memcached. Он может использоваться в приложениях на C / C ++ для связи с серверами Memcached с использованием протокола Memcached. 

Полезная информация 

Memcached использует простой текстовый протокол, который работает через TCP / IP или UDP. Протокол разработан таким образом, чтобы быть легким и эффективным, обеспечивая быстрый поиск данных и операции хранения. 

Memcached - это распределенное хранилище ключ-значение в памяти, где данные хранятся в виде пар ключ-значение. Ключи обычно представляют собой строки, идентифицирующие данные, а значениями могут быть любые произвольные двоичные данные, такие как строки, числа или сериализованные объекты. 

Протокол Memcached поддерживает базовые операции CRUD (Создание, чтение, обновление, Удаление) для управления данными в кэше. Основными операциями, поддерживаемыми протоколом Memcached, являются: 

• SET: Используется для хранения значения с заданным ключом в кэше. 

• GET: Используется для извлечения значения, связанного с данным ключом, из кэша. 

• DELETE: используется для удаления пары ключ-значение из кэша. 

• ADD: Используется для хранения значения с заданным ключом в кэше, только если ключ еще не существует. 

• REPLACE: используется для обновления значения, связанного с данным ключом в кэше, только в том случае, если ключ уже существует. 

• INCREMENT/DECREMENT: Используется для увеличения или уменьшения числового значения, связанного с данным ключом в кэше. 

• APPEND/PREPEND: используется для добавления данных к значению, связанному с данным ключом в кэше. 

Memcached разработан как распределенная система кэширования, позволяющая нескольким серверам Memcached работать вместе как единый логический кэш. Клиенты могут отправлять запросы на любой сервер Memcached в кластере, и сервер может ответить запрошенными данными, если они доступны в его локальном кэше, или переслать запрос на другие серверы в кластере для извлечения данных. 

В дополнение к текстовому протоколу Memcached также поддерживает двоичный протокол, который является более компактным и эффективным способом отправки и получения данных по сравнению с текстовым протоколом. Двоичный протокол обычно используется для повышения производительности и снижения сетевых издержек в производственных средах. 

Memcached поддерживает механизм CAS (сравнения и подкачки), который позволяет клиентам выполнять атомарные обновления пары ключ-значение, гарантируя, что обновления применяются только в том случае, если текущее значение соответствует указанному значению. Это помогает предотвратить перезапись изменений друг друга при одновременных модификациях. 

Memcached позволяет вам установить время истечения срока действия для каждой пары ключ-значение, по истечении которого пара будет автоматически удалена из кэша. Memcached также поддерживает политику удаления LRU (наименее недавно использовавшуюся), при которой, если кэш достигает своей емкости, наименее недавно использованные пары ключ-значение удаляются, чтобы освободить место для новых данных. 

Книги по Memcached 

“Третье издание в памяти” Джерардуса Блокдика (Gerardus Blokdyk): Эта книга посвящена диагностике проектов, инициатив, организаций, бизнесов и процессов в Memcached с использованием acceстандарты и практики диагностики pted. 

“Memcached - Полное руководство” Джерардуса Блокдика (Gerardus Blokdyk): Эта книга также посвящена диагностике проектов, инициатив, организаций, бизнесов и процессов в Memcached с использованием acceстандарты и практики диагностики pted. 

“Кэширование с использованием Memcached при поиске с открытым исходным кодом” Сарсуати Кумар Пандей: В этой книге описывается сокращение времени выполнения с помощью Memcached – решения для кэширования ключей и значений.   

“Разработка веб-приложений с использованием Apache, MySQL, memcached и Perl” Патрик Гэлбрейт: В книге рассматривается использование кэша для улучшения и ускорения разработки веб-приложений. 

Слабые места/Уязвимости 

Memcached имеет некоторые уязвимости и слабости, о которых вы должны знать при использовании его в своих приложениях. Вот несколько важных моментов, которые следует учитывать: 

Отсутствие аутентификации и авторизации: Memcached не предоставляет встроенных механизмов аутентификации или авторизации. Это означает, что по умолчанию любой клиент, который может подключаться к серверу Memcached, может выполнять операции (такие как чтение, запись или удаление данных) без аутентификации или авторизации. Это может представлять угрозу безопасности, если вам необходимо защитить конфиденциальные данные или ограничить доступ к определенным клиентам. 

Доступ к сети: Memcached разработан как распределенная система кэширования и обычно работает в сети. Это означает, что серверы Memcached могут быть подключены к общедоступной сети, что увеличивает риск несанкционированного доступа или атак со стороны злоумышленников. Важно правильно настроить меры сетевой безопасности, такие как брандмауэры и списки управления доступом (ACL), для защиты серверов Memcached от несанкционированного доступа. 

Потенциальная утечка данных: Поскольку Memcached хранит данные в памяти, данные, хранящиеся в Memcached, являются нестабильными и могут быть потеряны при перезапуске сервера или при удалении кэша из-за ограничений емкости. Кроме того, если сервер Memcached скомпрометирован, злоумышленник может получить доступ к данным из кэша и извлечь их из него. Важно тщательно изучить типы данных, которые хранятся в Memcached, и при необходимости внедрить соответствующие меры безопасности, такие как шифрование или маскировка данных. 

Атаки типа "отказ в обслуживании" (DoS): Memcached может быть уязвим для атак типа "Отказ в обслуживании" (DoS), когда злоумышленник может завалить сервер запросами, перегружая его ресурсы и заставляя его перестать отвечать. Это может привести к снижению производительности или даже полному прекращению работы сервиса. Важно внедрить ограничение скорости, регулирование или другие защитные механизмы для защиты от DoS-атак. 

Неправильная конфигурация: Неправильная настройка серверов Memcached также может представлять угрозу безопасности. Например, оставление серверов Memcached с настройками по умолчанию или ненадлежащая защита сети или доступа к серверам могут привести к появлению уязвимостей. Важно следовать рекомендациям по настройке серверов Memcached, таким как отключение ненужных функций, защита сетевых подключений и правильное управление средствами контроля доступа. 

Отсутствие встроенного шифрования: Memcached не предоставляет встроенного шифрования для передаваемых или находящихся в состоянии покоя данных. Это означает, что данные, передаваемые по сети или хранящиеся на серверах Memcached, могут быть подвержены перехвату или несанкционированному доступу. Если вам необходимо зашифровать данные при передаче или в состоянии покоя, вам может потребоваться реализовать дополнительные меры безопасности, такие как использование SSL / TLS для сетевого шифрования или внедрение пользовательской логики шифрования / дешифрования в вашем приложении. 

Единственная точка отказа: Memcached по своей сути не обеспечивает высокой доступности или отказоустойчивости. Если сервер Memcached выходит из строя или становится недоступным, это может повлиять на доступность и производительность кэшированных данных. Важно спроектировать ваше приложение с соответствующими механизмами резервирования и отработки отказа, чтобы свести к минимуму влияние единственной точки отказа в инфраструктуре Memcached. 

Атаки усиления: Memcached может быть уязвим для атак с усилением, когда злоумышленник может отправить небольшой запрос на сервер Memcached, что приводит к отправке гораздо большего ответа на IP-адрес жертвы. Это может быть использовано для увеличения объема трафика, направленного на жертву, что приводит к распределенной атаке типа "отказ в обслуживании" (DDoS). Чтобы предотвратить атаки с усилением, важно правильно настроить серверы Memcached, чтобы они не разрешали запросы из ненадежных источников, использовать правила брандмауэра для ограничения доступа к серверам Memcached и внедрить ограничение скорости или другие методы смягчения последствий. 

Целостность данных: Memcached не предоставляет встроенных проверок целостности данных или контрольных сумм, что означает, что данные, хранящиеся в Memcached, могут быть подвержены повреждению или фальсификации. Если целостность данных имеет решающее значение для вашего приложения, вам может потребоваться реализовать пользовательские контрольные суммы, хэш-функции или другие механизмы проверки целостности, чтобы гарантировать целостность данных, хранящихся в Memcached. 

Политика удаления ограниченных данных: Memcached имеет ограниченные политики удаления данных, что означает, что когда кэш достигает предела емкости, он может удалять данные на основе своих внутренних алгоритмов, таких как наименее недавно использованный (LRU) или наименее часто используемый (LFU). Это может привести к удалению важных или часто используемых данных из кэша, что приведет к промахам в кэше и снижению производительности. Важно понимать и настраивать соответствующие политики удаления данных в Memcached, чтобы обеспечить оптимальную производительность кэша для вашего конкретного варианта использования. 

Отсутствие протоколирования и аудита: Memcached не предоставляет встроенных функций ведения журнала или аудита, что может затруднить отслеживание активности серверов Memcached. Это может затруднить выявление потенциальных нарушений безопасности или несанкционированного доступа. Важно внедрить надлежащие механизмы ведения журнала и аудита в вашем приложении или в инфраструктуре, окружающей Memcached, чтобы обеспечить эффективный мониторинг и обнаружение инцидентов безопасности. 

Уязвимости версий: Как и любое программное обеспечение, Memcached может иметь известные уязвимости в определенных версиях. Важно регулярно отслеживать и быть в курсе последних исправлений безопасности и обновлений, выпущенных сообществом Memcached. Обновление Memcached и его зависимостей с помощью последних исправлений безопасности может помочь устранить известные уязвимости. 

Смягчение последствий 

1. Безопасная конфигурация: Убедитесь, что серверы Memcached правильно настроены с использованием параметров безопасности, таких как отключение внешнего доступа к серверам Memcached, привязка к определенным IP-адресам или интерфейсам, использование механизмов аутентификации и установка соответствующих ограничений на использование памяти и размер элемента. Следуйте рекомендациям по безопасной настройке, рекомендованным сообществом Memcached. 

2. Аутентификация и авторизация: Внедрите механизмы строгой аутентификации и авторизации для Memcached, такие как использование SASL (Simple Authentication and Security Layer) для требования аутентификации для клиентов, подключающихся к серверам Memcached, и использование списков управления доступом (ACL) для ограничения доступа к надежным источникам или определенным IP-адресам. 

3. Сетевая безопасность: Защитите сетевую связь между клиентами Memcached и серверами с помощью шифрования, такого как TLS (Transport Layer Security), для защиты от подслушивания и несанкционированного доступа. Используйте брандмауэры и группы сетевой безопасности, чтобы ограничить входящий и исходящий трафик только необходимыми портами и источниками. 

4. Управление исправлениями и обновлениями: Будьте в курсе последних исправлений безопасности, выпущенных сообществом Memcached, и оперативно применяйте их к своим серверам Memcached для устранения известных уязвимостей. Регулярно просматривайте рекомендации по безопасности и новости, связанные с Memcached, чтобы быть в курсе потенциальных угроз безопасности. 

5. Мониторинг и протоколирование: Внедрите комплексные механизмы мониторинга и ведения журнала для серверов Memcached для обнаружения и отслеживания подозрительных действий, несанкционированного доступа и потенциальных нарушений безопасности. Регулярно просматривайте и анализируйте журналы, чтобы выявить любые проблемы безопасности или аномалии. 

6. Проверка и очистка данных: Проверяйте и очищайте все данные, которые хранятся или извлекаются из Memcached, чтобы предотвратить инъекционные атаки, такие как SQL-инъекция, командная инъекция или другие атаки с использованием кода. Используйте безопасные методы кодирования и проверки входных данных, чтобы гарантировать, что в Memcached хранятся только надежные и проверенные данные. 

7. Контроль привилегированного доступа: Ограничьте доступ к серверам Memcached только авторизованному персоналу, которому это требуется для их законных нужд. Используйте элементы управления доступом на основе ролей (RBAC), принципы наименьших привилегий и надлежащие механизмы аутентификации для ограничения привилегированного доступа и предотвращения несанкционированных действий. 

8. Регулярные оценки безопасности: Проводите регулярные оценки безопасности и сканирование уязвимостей вашего развертывания Memcached для выявления потенциальных уязвимостей и слабых мест. Следуйте лучшим отраслевым практикам и системам безопасности, таким как рекомендации OWASP (Open Web Application Security Project), чтобы обеспечить надежную и защищенную конфигурацию Memcached. 

9. Глубокая оборона: Внедрите многоуровневый подход к безопасности, также известный как углубленная защита, путем объединения нескольких мер безопасности, таких как сетевая безопасность, аутентификация, авторизация, шифрование, мониторинг, ведение журнала и управление исправлениями, чтобы обеспечить многоуровневую защиту от различных типов атак и снизить риск возникновения единой точки отказа. 

Заключение 

В заключение, протокол Memcached - это широко используемая система кэширования, которая обеспечивает быстрое хранение и извлечение данных в памяти для веб-приложений. Он следует простой модели хранения ключ-значение и использует легкий текстовый протокол для эффективной связи между клиентами и серверами. Однако у него есть некоторые слабые стороны и уязвимые места, включая отсутствие встроенных функций безопасности, согласованности данных и репликации. 

Он полагается на доверие клиентов, что может привести к проблемам с целостностью данных. Чтобы смягчить эти уязвимости, следует придерживаться лучших практик, таких как внедрение надлежащей аутентификации, защита сетевого взаимодействия и ограничение доступа к доверенным клиентам. 

Регулярный мониторинг и аудит развертываний Memcached может помочь обнаружить и устранить потенциальные угрозы безопасности. Важно понимать слабые места Memcached и предпринять соответствующие меры для обеспечения безопасности данных, хранящихся в кэшах Memcached. Внедряя надлежащие меры безопасности, Memcached можно безопасно и эффективно использовать в производственных средах, повышая производительность веб-приложений при одновременной защите конфиденциальных данных. 

Другие Услуги

Готовы к безопасности?

Связаться с нами