MPI实现（OpenMPI，MPICH）如何处理安全性/身份验证

Question

当我通过TCP / IP套接字在进程之间发送MPI消息时，OpenMPI和MPICH如何处理安全性？

特别是，它们如何阻止同一网络的其他用户连接到侦听套接字并发送伪造的MPI消息？

具体方案如下：

• 管理员信任。不受信任的用户无法对任何硬件或网络进行物理访问。不受信任的用户没有root访问权限。
• 但是，不受信任的用户可以在群集中运行自己的程序;群集节点是典型的Linux机箱。特别是，不受信任的用户可以打开从任何计算机到群集中任何其他计算机的TCP连接，并发送任意消息。

Answer 1

杰勒是对的; MPI并没有真正做到这一点，它不应该这样做。这是基于MPI用例的设计决策。

MPI用户是那些为亚微秒延迟的互连支付大量资金的人。对于这个社区来说，某种加密签名消息的开销是完全不可接受的。

无论如何它都无济于事。 MPI的使用方式是作为受控环境中的消息传输接口 - 受限访问集群中的节点，或者计算实验室中的计算机。如果恶意用户获得对这些节点之一的足够控制以干扰MPI通信，则有更容易的方法来破坏通信而不是嗅探数据包，找出正在进行的计算的哪个阶段，以及做某种类型的man-in-中间的攻击。可以只改变正在运行的作业的内存，或者更容易，只是覆盖共享文件系统上的结果。 （注意只是发送伪造的MPI消息可能会被注意到，因为“真实”消息会堆积起来，使用资源并可能导致作业崩溃;类似地，拦截消息而不中继它们几乎肯定会导致死锁）。

这些论点并不适用于分布式计算，当然，也就是BOINC风格：但MPI并不适合这种用途。

当然，没有任何东西可以阻止具有此类安全要求的MPI用户简单地将pgp样式的签名与每条消息一起发送并将其合并到其代码中;但是这样做的机制本身并不是MPI的一部分，这当然是正确的决定。

Answer 2

我不是这方面的专家，但基本的答案是MPI通常不处理安全问题。它依赖底层操作系统来提供您所描述的安全级别。

对于我的mpi发行版，内置的是使用mpd守护进程（启动mpi进程的守护进程）。 mpdboot以一种理智的方式在集群上设置一个mpd守护进程环（每个节点1个）。一旦设置了该环，并且如果您信任mpd守护进程，那么您已经完成了设置。 Mpd将确保只有您拥有的进程才能连接到您的mpi进程。

但是，我不太了解mpd环的“理智方式”。然而，在我的发行版中，mpdboot是一个python脚本，因此可以查看它并查看它是否足够安全。如果您运行的群集是受访问控制的，那么它可能足够安全。

Answer 3

我全都与@Jonathan Dursi在一起，认为MPI通信的安全性对配置良好的群集的安全性几乎没有贡献，但是（a）管理层可能会坚持，（b）由于某些原因您想在不受信任的网络上运行MPI， （c）解决问题很有趣。

对于不受信任的网络情况，我以前使用IPSec保护群集上的MPI通信网络。我没有使用需要证书的IPSec自动配置脚本，而是通过由python脚本自动生成的shell脚本加载了对称加密密钥。

要隔离群集上各个作业的MPI通信，应该可以扩展此方法，以在每个作业的序言中加载新生成的IPSec密钥，而不是在系统启动时加载一次。在此设置中，作业不得共享节点。此外，使用专用于MPI的网络进行设置会更容易，因为必须保持正在进行的连接（ssh，作业管理器等），并且您可能不希望包含通常用于作业管理系统需要连接到作业的IPSec网络，因为攻击者可能坐在那里。