Cassandra CIDRフィルタリングアウスパライザの設計と実裝

はじめに

クラウド環境におけるデータベースアクセス制御は、セキュリティと運用効率のバランスを取る上で不可欠です。特に多クラウド環境では、AWSやGCPなどの外部クラウドと內部クラスタ間でのデータ共有が一般的ですが、動的なIPアドレス空間やチーム間のアクセス制限といった課題が生じます。この記事では、Apache Foundationが推進するCassandra CIDRフィルタリングアウスパライザ（CEP）の設計思想、実裝詳細、および実用性について解説します。

技術的定義と基本概念

Cassandra CIDRフィルタリングアウスパライザは、IPアドレスのCIDR（Classless Inter-Domain Routing）範囲を基盤にしたアクセス制御メカニズムです。この機能は、クラスタやユーザーレベルでアクセスを制限し、外部ネットワークからの不正アクセスを防ぐことを目的としています。主なコンポーネントは以下の通りです：

CIDRグループ（CERグループ）：IP範囲を定義し、アクセス制御の基準となる。
ロールバインディング：CIDRグループをロールに割り當てることで、アクセス権限を制御。
モード選択：監視モード（警告のみ）と強制モード（拒否）の切り替えが可能。

主な特徴と機能

CIDRグループの定義

CERグループは、動的なIP空間に対応するため、重複するCIDR範囲を自動処理します。例えば、AWSの10.2.0.0/16やGCPの複數IP範囲をサポートし、0.0.0.0/0で通配符として使用可能です。最長マッチアルゴリズムにより、IP移動時の不整合を迴避します。

アクセス制御戦略

ロールとCIDRグループの関連付け：CREATE ROLEコマンドでCIDRグループを指定し、アクセス制限を設定。
デフォルト動作：CIDRグループ未設定のユーザーは全IPアクセス可能。スーパーユーザーはデフォルトでCIDRフィルタリングを無効化。

モードと設定オプション

監視モード：未承認アクセスを記録し、トラフィック源を監視。
強制モード：未承認CIDRのアクセスを拒否し、セキュリティを強化。
設定変更：CIDRフィルタリングの有効/無効化や、JMX呼び出しへの影響を制御。

実裝と性能

データ型とコマンド

データ型：既存のSQLデータ型を追加せず、IPとマスクの組み合わせでCIDRグループを保存。

コマンド例：

CREATE CER_GROUP aws WITH CIDR = '10.2.0.0/16';
DROP CER_GROUP internal;
LIST CER_GROUPS;

パフォーマンス影響

認証段階での遅延：合法CIDRアクセスは約1マイクロ秒、非法アクセスは約9マイクロ秒。
読み書きパフォーマンス：認証と接続確立段階にのみ影響し、データ操作には影響なし。

モニタリングとメトリクス

アクセス統計：CIDRグループごとの合法/非法アクセス回數を記録。
メトリクス：アクセス頻度や遅延分佈を可視化し、セキュリティ分析に活用。

システム互換性

クライアント変更不要：既存のクライアントは舊バージョン協議に互換。
デフォルト動作維持：CIDRグループ未設定のユーザーは従來のアクセス権限を保持。

まとめ

Cassandra CIDRフィルタリングアウスパライザは、多クラウド環境における柔軟なアクセス制御を実現するための信頼性の高いソリューションです。監視モードと強制モードの選択により、セキュリティポリシーに応じた運用が可能となり、パフォーマンスへの影響を最小限に抑える設計が特徴です。クラスタ間のアクセス制限やチーム間の共有環境で、この機能を活用することで、セキュリティと運用効率の両立が実現できます。