論文の概要: TPM-Based Continuous Remote Attestation and Integrity Verification for 5G VNFs on Kubernetes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03219v1
- Date: Fri, 03 Oct 2025 17:54:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-06 16:35:52.529463
- Title: TPM-Based Continuous Remote Attestation and Integrity Verification for 5G VNFs on Kubernetes
- Title（参考訳）: TPMベースのKubernetes上の5G VNFの継続的リモートテストと統合性検証
- Authors: Al Nahian Bin Emran, Rajendra Upadhyay, Rajendra Paudyal, Lisa Donnan, Duminda Wijesekera,
- Abstract要約: 実行時にデプロイされるコア5Gコンポーネントに対して,TPM 2.0ベースの継続的リモート検査ソリューションを提案する。
オープンソースのKeylimeフレームワークを、ポッドレベルの測定を分離し、ポッドごとの整合性検証を可能にするカスタムIMAテンプレートと統合しています。
実験の結果,システムはリアルタイムで不正な修正を検知し,各ポッドの信頼状態をラベル付けし,詳細な監査ログを生成することがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8427427828815586
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In the rapidly evolving landscape of 5G technology, the adoption of cloud-based infrastructure for the deployment of 5G services has become increasingly common. Using a service-based architecture, critical 5G components, such as the Access and Mobility Management Function (AMF), Session Management Function (SMF), and User Plane Function (UPF), now run as containerized pods on Kubernetes clusters. Although this approach improves scalability, flexibility, and resilience, it also introduces new security challenges, particularly to ensure the integrity and trustworthiness of these components. Current 5G security specifications (for example, 3GPP TS 33.501) focus on communication security and assume that network functions remain trustworthy after authentication, consequently lacking mechanisms to continuously validate the integrity of NVFs at runtime. To close this gap, and to align with Zero Trust principles of 'never trust, always verify', we present a TPM 2.0-based continuous remote attestation solution for core 5G components deployed on Kubernetes. Our approach uses the Linux Integrity Measurement Architecture (IMA) and a Trusted Platform Module (TPM) to provide hardware-based runtime validation. We integrate the open-source Keylime framework with a custom IMA template that isolates pod-level measurements, allowing per-pod integrity verification. A prototype on a k3s cluster (consisting of 1 master, 2 worker nodes) was implemented to attest to core functions, including AMF, SMF and UPF. The experimental results show that the system detects unauthorized modifications in real time, labels each pod's trust state, and generates detailed audit logs. This work provides hardware-based continuous attestation for cloud native and edge deployments, strengthening the resilience of 5G as critical infrastructure in multi-vendor and mission-critical scenarios of 5G.
- Abstract（参考訳）: 5G技術が急速に進化する中で,5Gサービスのデプロイにクラウドベースのインフラストラクチャを採用することが,ますます一般的になっています。
サービスベースのアーキテクチャを使用すると、Access and Mobility Management Function(AMF)、Session Management Function(SMF)、User Plane Function(UPF)といった重要な5Gコンポーネントが、Kubernetesクラスタ上でコンテナ化されたポッドとして実行される。
このアプローチはスケーラビリティ、柔軟性、レジリエンスを改善するが、特にこれらのコンポーネントの完全性と信頼性を保証するために、新たなセキュリティ課題も導入している。
現在の5Gセキュリティ仕様(例えば3GPP TS 33.501)は、通信セキュリティに重点を置いており、ネットワーク機能が認証後も信頼できると仮定しているため、実行時にNVFの整合性を継続的に検証するメカニズムが欠如している。
このギャップを埋めるため、Kubernetes上にデプロイされたコア5Gコンポーネントに対して、TPM 2.0ベースの継続的リモートテストソリューションを提示します。
本手法では,Linux 統合度測定アーキテクチャ (IMA) とトラストプラットフォームモジュール (TPM) を用いて,ハードウェアベースの実行時検証を行う。
オープンソースのKeylimeフレームワークを、ポッドレベルの測定を分離し、ポッドごとの整合性検証を可能にするカスタムIMAテンプレートと統合しています。
k3sクラスタ(マスタ1つ、ワーカノード2つ)のプロトタイプが実装され、AMF、SMF、UPFなどのコア機能が確認された。
実験の結果,システムはリアルタイムで不正な修正を検知し,各ポッドの信頼状態をラベル付けし,詳細な監査ログを生成することがわかった。
この作業は、クラウドネイティブとエッジのデプロイメントのためのハードウェアベースの継続的テストを提供し、マルチベンダとミッションクリティカルな5Gシナリオにおける重要なインフラストラクチャとしての5Gのレジリエンスを強化する。
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