Hechos Clave
- El artículo analiza la creación de un diodo de datos a medida para redes aisladas.
- Se utiliza una Matriz de Puertas Programable en Campo (FPGA) como componente principal para asegurar el flujo unidireccional de datos.
- El diseño se basa en la lógica de hardware en lugar de software para garantizar la seguridad.
- Se requieren pruebas rigurosas para verificar el aislamiento físico y eléctrico entre las redes.
Resumen Rápido
El artículo proporciona un recorrido técnico detallado de la creación de un diodo de datos a medida diseñado para redes aisladas. Comienza definiendo el requisito de seguridad crítico: asegurar un camino físico y unidireccional para los datos que impida cualquier posibilidad de que la información fluya de regreso desde una red segura a una no confiable. El autor describe la selección de los componentes principales de hardware, enfocándose específicamente en el uso de una Matriz de Puertas Programable en Campo (FPGA) para implementar la lógica central.
Secciones adicionales detallan el proceso de desarrollo del firmware para la FPGA, diseñado para asegurar estrictamente la transferencia unidireccional de paquetes de datos. El artículo también cubre la construcción física, incluyendo las elecciones del gabinete y los conectores, y la metodología de pruebas rigurosa utilizada para validar la integridad del dispositivo. El proyecto sirve como un estudio de caso sobre los desafíos y consideraciones de construir hardware de seguridad personalizado en lugar de depender de productos comerciales.
Definiendo los Requisitos
El proyecto comenzó con un conjunto claro de requisitos de seguridad para el diodo de datos. El objetivo principal era crear una barrera asegurada por hardware entre dos redes, asegurando que los datos solo pudieran moverse de una zona de seguridad baja a una de seguridad alta. Esta filosofía de aislamiento (air-gap) requiere que no exista ninguna ruta eléctrica para que los datos regresen, eliminando efectivamente el riesgo de que exploits remotos atraviesen la frontera.
Las especificaciones clave para el dispositivo incluían:
- Soporte para altas velocidades de transferencia de datos para acomodar el tráfico de red.
- Un diseño físico robusto para prevenir manipulaciones.
- Operación confiable sin intervención de software que pudiera introducir vulnerabilidades.
La decisión de construir una solución personalizada fue impulsada por la necesidad de métricas de rendimiento específicas que no eran satisfechas por las ofertas comerciales existentes.
Arquitectura de Hardware 🛠️
El núcleo del diodo personalizado se basa en una Matriz de Puertas Programable en Campo (FPGA). A diferencia de un microprocesador estándar que ejecuta instrucciones de software, la FPGA se configura para actuar como un circuito digital fijo. Este enfoque basado en hardware es crítico para la seguridad, ya que elimina la capa de software que podría potencialmente verse comprometida o contener errores.
El diseño físico separa los lados de entrada y salida del dispositivo. El autor señala la importancia de aislar las fuentes de alimentación y los relojes para los dos lados para prevenir ataques de canal lateral. La selección de interfaces ópticas también fue una decisión clave, ya que la fibra óptica proporciona naturalmente aislamiento eléctrico entre redes.
Diseño de Firmware y Lógica
Desarrollar el firmware para la FPGA implicó crear un diseño de lógica que asegurara estrictamente el flujo unidireccional. El firmware actúa como un guardián, permitiendo que los paquetes de datos pasen desde la interfaz de entrada a la de salida, pero bloqueando cualquier señal que intente viajar en reversa. El autor describe la implementación de una máquina de estados simple para gestionar este proceso.
Para asegurar la confiabilidad, el diseño evita el almacenamiento intermedio complejo o el procesamiento que pudiera introducir latencia o errores. La lógica es mínima y se enfoca únicamente en la tarea de pasar datos en una sola dirección. La validación del firmware se realizó utilizando herramientas de simulación antes de ser cargado en el hardware físico.
Ensamblaje y Pruebas
El ensamblaje físico del dispositivo requirió una atención cuidadosa al detalle para mantener la integridad del aislamiento. El gabinete fue diseñado para separar completamente la electrónica de entrada y salida. Los conectores se montaron en lados opuestos del chasis para prevenir puentes accidentales o errores de cableado.
Las pruebas del diodo completado involucraron varias etapas:
- Inspección Visual: Verificar que no existan conexiones físicas no deseadas entre los lados seguro e inseguro.
- Prueba de Aislamiento Eléctrico: Usar pruebas de alto voltaje para confirmar la resistencia entre tierras aisladas.
- Verificación de Tráfico: Pasar patrones de datos conocidos a través del dispositivo para asegurar la integridad de los datos y confirmar que no fluyen hacia atrás.
El artículo concluye que aunque construir un diodo personalizado es una tarea compleja, proporciona un alto grado de confiabilidad en la seguridad del límite de la red.
