ネットワークトラフィックの検査は、可視性とパフォーマンスの間でトレードオフを常に伴ってきました。中間者（MITM）プロキシのような従来の方法では、証明書の管理が必要で、遅延が発生します。オープンソースのeBPFベースツール「 Q.Tap 」は、パフォーマンスへの悪影響なしに暗号化されたトラフィックの可視性を提供することで、これらの課題を解決することを目指しています。
Q.Tapの仕組み
Q.Tap はeBPF（拡張バークレーパケットフィルタ）を活用して、Linuxカーネル内のTLS/SSL関数に接続し、暗号化前および復号後のデータをインターセプトします。このアプローチにより、開発者やセキュリティ専門家は、アプリケーションを変更したり、プロキシをインストールしたり、証明書を管理したりすることなく、暗号化されていないトラフィックを確認できます。このツールは最小限のオーバーヘッドでアウトオブバンドで動作し、MITM解決策に共通する遅延の問題を回避します。
OpenSSLベースのアプリケーションでは、 Q.Tap はバイナリをTLSシンボルでスキャンし、 SSL_read や SSL_write などの関数にeBPFプローブを接続します。これは動的にリンクされたライブラリと静的にコンパイルされたバイナリの両方で機能し、多くの代替ソリューションよりも広いカバレッジを提供します。
言語サポートと技術的課題
Q.Tap のオープンソースバージョンは主にOpenSSLに焦点を当てていますが、コミュニティディスカッションによると、他の言語やランタイムのサポートはさまざまです。Goのサポートは存在しますが、まだオープンソース化されておらず、Goの静的リンクアプローチのため特別な処理が必要です。
「Goのサポートはありますが、まだオープンソース化されていません。Goはもう少し複雑ですが、ELF形式を深く調査した後に実現できました...Goは静的にリンクされているため、フックする関数のさまざまなオフセットを取得する必要があります。」
開発者たちは、包括的なデバッグ情報ではなく高速なシンボル認識に焦点を当てたカスタムバイナリユーティリティを構築することで、最適化の課題に対処してきました。また、頻繁に使用されるバイナリや共有ライブラリの再スキャンを避けるためにキャッシングも実装しています。
Q.Tap の要件
- BPF Type Format（BTF）が有効化された Linux カーネル 5.10 以上
- ホスト上で eBPF が有効化されていること
- 特権アクセス（ホスト上での sudo または特定の Docker コンテナ設定）
Q.Tap のユースケース
- セキュリティ監査
- ネットワーク問題のデバッグ
- API 開発
- サードパーティ連携のトラブルシューティング
- 学習と探索
- レガシーシステムの調査
- 検証テスト
開発環境の前提条件
- Linux （カーネル 5.8 以上）
- Go 1.24 以上
- make
- clang14
- clang-tidy （オプション）
従来の方法に対する利点
SSLKEYLOGFILEのような環境変数をアプリケーション起動前に設定する必要があるMITMプロキシやツールとは異なり、 Q.Tap は実行中のプロセスに接続できます。これにより、サービスを再起動することなく本番環境の問題をトラブルシューティングする際に特に価値があります。遅延を追加せずに暗号化されたトラフィックを確認する能力は、ネットワーク通信をデバッグする開発者にとって重要な課題を解決します。
このツールは、復号されたコンテンツだけでなく、送信元/送信先の詳細、帯域幅使用量、SNI情報、コンテナメタデータ、そして該当する場合は Kubernetes ポッドと名前空間情報など、豊富なコンテキスト情報も提供します。
セキュリティに関する考慮事項
トラフィックを復号化する任意のツールと同様に、 Q.Tap はセキュリティ上の懸念を引き起こします。開発者は、 Q.Tap が排他的にあなたのノード上で実行され、キャプチャするものとそのデータの行き先を制御できることを強調しています。eBPF検証機能は、任意のメモリアクセスを防ぐセキュリティ保証を提供します。
厳格なコンプライアンス要件を持つ組織向けに、 Q.Tap は接続メタデータを提供しながらTLS検査を完全に無効にするなどの構成オプションを提供しています。 Qpoint.io の有料提供には、追加のセキュリティ機能とダッシュボードやアラート用のコントロールプレーンが含まれています。
制限事項と将来の方向性
Q.Tap には現在いくつかの制限があります。カーネル5.10以上とeBPFサポートを備えたLinuxと、昇格された権限が必要です。一部のコメンターは、uprobeがコンテキストスイッチを通じて遅延を追加する可能性があると指摘していますが、開発者はこれがMITMプロキシと比較して統計的に無視できると主張しています。
また、このツールは現在、すべてのランタイムと言語を同等にサポートしているわけではありません。商用バージョンはJVM、Go、NodeJSをサポートし、Rustのサポートが開発中ですが、オープンソースバージョンのカバレッジはより限定的です。さらに、 Q.Tap は現在、非Linux環境では動作しませんが、開発者はWindows対応のためにMicrosoftのeBPF実装を探索することに興味を示しています。
Q.Tap を試してみたい方のために、このプロジェクトは簡単なcurlコマンドで実行できるクイックデモモードを提供しており、完全なインストールを行う前にツールの動作を簡単に確認することができます。
参照: Q.Tap