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Humboldt University
Computer Science Department Systems Architecture Group http://sar.informatik.hu-berlin.de
IT-SicherheitGrundlagen
Grundlagen
Begriffe
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller2
IT-System
Ein IT-System ist ein geschlossenes oder offenes System, dynamisches technisches System mit der Fähigkeit zur Verarbeitung oder Speicherung von Informationen.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller3
Closed (geschlossen)
System, das - auf Technologie des Herstellers aufbaut, - nicht kompatibel zu Konkurrenzprodukten ist und - dessen Ausdehnung auf einen bestimmten
Teilnehmerkreis / ein bestimmtes Gebiet begrenzt ist.- In der Regel homogen, zentral verwaltet.
125Mb/s Hi-Speed Modus (HSM)
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller4
Open (offen)
Systeme die- vernetzt, physisch verteilt sind,- sich an Standards zum Informationsaustausch mit anderen
Systemen orientieren,- meist heterogene Hardwarekomponenten und keine zentrale
Administration beinhalten.
Offene Systeme bieten breitere Angriffsfläche.
Aber, offene Systeme sind auch besser prüfbar.
802.11g
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller5
Information & data objects
IT-Systeme speichern und verarbeiten Informationen. Information (Informationen):
– Abstraktum,– in Form von Daten und Datenobjekten repräsentiert
passive Objekte: Informationsspeicherung Datei, Datenbankeintrag, …
aktive Objekte: Speicherung & Verarbeitung von Informationen Prozesse, …
Information = (Datum, Interpretationsvorschrift)
Integer kann Key, Kontostand, Speicheradresse (je nach Interpretationsvorschrift) darstellen, dieselbe Information kann verschiedene Darstellungen haben.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller6
Information & data objects (2)
Problem:
Datenobjekte in verschiedenen Repräsentationen / Orten:– Hauptspeicher, Cache, Hibernation-Datei, Netzwerk-Repräsentation Verschiedene Schutzmechanismen nötig
Beispiel: EFS unter Windows 2000 / XP• Verschlüsselte Ablage der Dateien auf der Festplatte,• Aber in den ersten Versionen:• entschlüsselte Dateiblöcke im Cache verfügbar
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller7
Information channels (Informationskanäle)
Potenziell auftretende Kanäle, über die Information fließen kann. (legitime, verdeckte, Speicherkanäle) Speicherkanäle:
Objekte, die von verschiedenen Subjekten genutzt werden gemeinsam können.
(Dateien, shared Memory, …)
Legitimer Kanal:Kanal, der vom Subjekt in der Regel für Informationsaustausch
genutzt wird (Nachrichten, Parameter bei Operationsaufrufen, ..)
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller8
Information channels (2)
Verdeckter Kanal (covert channel):Nicht für Informationstransfer vorgesehen, aber dafür missbraucht.
(Ausführungszeit, Traffic pattern, Anklopfen, …) Storage (niedrigstes Bit in Bildern, Absender, Protokollinfo) Ausführungszeit / Timing:
Kann nicht völlig verhindert werden,größere Bandbreiten jedoch nur schwer zu verstecken.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller9
Subjekt / Zugriff / Autorisierung
Subjekt:- Benutzer eines Systems, sowie alle Objekte, die im Auftrag von
Benutzern im System handeln können.
Zugriff: Interaktion zwischen Subjekt und Objekt, durch die ein
Informationsfluss zwischen beiden auftritt.
Autorisierung: Subjekt besitzt Berechtigung
auf Information / Datenobjekt
zuzugreifen.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller10
Sicherheit
Safety (Funktionssicherheit)- Ist-Funktionalität der Komponenten eines Systems = spezifizierte
Soll-Funktionalität- Keine funktional unzulässigen Zustände
Security (Informationssicherheit)- Nur Systemzustände, ohne unautorisierte
Informationsveränderung oder -gewinnung
Protection (Datensicherheit)- Kein unautorisierter Zugriff auf Systemressourcen insbesondere
Daten- Umfasst Maßnahmen zur Datensicherheit (backup)
Privacy (Datenschutz)
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller11
Sicherheit
Privacy (Datenschutz)- Fähigkeit einer natürlichen Person, Weitergabe von Informationen,
die sie persönlich betreffen, zu kontrollieren.- Bundesdatenschutzgesetz: „Recht auf informationelle
Selbstbestimmung“, - Anspruch auf Anonymisierung (BVerfGE65,1,49)- Verschiedene Gesetze / Standards in verschiedenen Ländern
IT-SicherheitGrundlagen
Aktuell: http://heise.de/-1519675
http://www.ipv6council.de/documents/leitlinien_ipv6_und_datenschutz.html?L=1
• IPv6 Chance … Schutzes der Privatsphäre auszugestalten. • … Aufklärung und … Unterstützung durch die Zugangsprovider (ISP) und
Service-Anbieter im Internet.• ISP Provider hat Kenntnis von allen Verbindungsdaten …
Vertrauensverhältnis … durch die Verwendung von IPv6 … nicht beeinflusst.• …Unterstützung, die Möglichkeit einer dauerhaften Identifikation bei der
Nutzung von Ressourcen und Diensten im Internet gegenüber Dritten weitgehend zu verhindern bzw. zu erschweren. … (Privacy Extensions, dynamische Adresspräfixe, u.a.) …
• … Möglichkeit … sowohl mit statisch vergebenen IPv6 Adressen, d.h. dauerhaft identifizierbar, Transaktionen im Internet durchzuführen als auch anonymisiert …
• … Sensibilisierung und Aufklärung der Benutzer zur Erlangung der notwendigen Medienkompetenz für einen verantwortungsbewussten Umgang mit persönlichen Daten erfolgen.
Dr. Wolf Müller12
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller13
Sicherheit - Bemerkungen
• Unterscheidung zwischen Systemen vordringlich zum• Schutz der verarbeiteten Information (Informationssicherheit)• Schutz der Daten als Repräsentanten (Datensicherheit)
• Funktionssicherheit Basis der Informations- bzw. Datensicherheit
• Sicherstellung von Informations- bzw. Datensicherheit bedarf ständiger Überprüfung (Systemeigenschaften =f(t))
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller14
Dependability (Verlässlichkeit)
- Safety: (Funktionssicherheit): System nimmt keine unzulässigen Zustände an.
- Reliability: gewährleistet zuverlässige Erbringung der spezifizierten Funktion.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller15
Schutzziele
• Informationen, Daten = zu schützende Güter (assets) informationssicherer, datensicherer Systeme
• Zugriffskontrolle
genauer:– Datenintegrität– Informationsvertraulichkeit
• Zugreifende Subjekte müssen eindeutig identifiziert und ihre Identität verifiziert werden.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller16
Authenticity (Authentizität)
Authentizität eines Objekts oder Subjekts: Echtheit und Glaubwürdigkeit des Objekts bzw.
Subjekts, die anhand einer eindeutigen Identität und charakteristischen Eigenschaften überprüfbar ist.
Meist nur für Benutzer durchgeführt- Identifikation auf Basis von accounts- Eigenschaften zum Nachweis
(z.B. Passwort, Biometrie, Token)- Bei offenen Systemen auch Authentizität von
Objekten (Web-Server, WLAN AP, Code)- Kryptografie (nur Echtheitsprüfung)- Funktionalität ?
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller17
Integrity (Datenintegrität)
- Subjekten ist es unmöglich, geschützte Daten unautorisiert und unbemerkt zu modifizieren.
- Erfordert Rechtefestlegung zur Nutzung von Daten.- Schreibrechte für Dateien, Verzeichnisse
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller18
Confidentiality (Informationsvertraulichkeit)
Keine unautorisierte Informationsgewinnung möglich- In der Regel durch Festlegung von
Berechtigungen und Kontrollen realisiert- Maßnahmen zur Kontrolle von
Informationsflüssen
- Confinement Problem: Durchsickern von Information verhindern
- In Datenbanken spezielle Interferenz-Probleme- Aus Einzelinformationen können weitere abgeleitet werden.- Anonymität?- Was weiß Google über mich?
- Techniken: Kryptografie, Labeling / Classification
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller19
Unzulässiger Informationsfluss
• Kontrolle der Datenzugriffe ≠ Kontrolle Informationszugriffe
Datei 1 Datei 2
Bill Joe
Lesen
Schreiben Lesen
Vertraulichkeits-anforderung:Joe darf keine Kenntnis über durch Datei 1 repräsentierte Informationen erlangen!
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller20
Availability (Verfügbarkeit)
Authentifizierte und autorisierte Subjekte können nicht unautorisiert bei der Wahrnehmung ihrer Berechtigungen beeinträchtigt werden.
- Konkurrenz (verschiedener Nutzer / Geräte) verschiedener Prozesse im OS
- Monopolisieren der CPU im Widerspruch, normales Scheduling nicht
- Maßnahme: Quota
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller21
Non repudiation (Verbindlichkeit)
Verbindlichkeit, Zuordenbarkeit einer Menge von Aktionen liegt vor, wenn es unmöglich ist, dass ein Subjekt im Nachhinein die Durchführung einer solchen Aktion abstreiten kann.
Ziele: - Rechtliche Verbindlichkeit- Abrechenbarkeit (accountability)
E-Commerce, E-Buisness- Maßnahmen: Digitale Signaturen, …- Internetbanking (PIN, TAN), eSIGN
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller22
Anonymisierung
Anonymisierung:- Verändern personenbezogener Daten, so dass
Einzelangaben über persönliche oder sachliche Verhältnisse nicht oder nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand (Zeit, Kosten, Arbeitsstunden) einer bestimmten oder bestimmbaren natürlichen Person zugeordnet werden können.
- Wie groß ist das anonymity set?
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller23
Pseudonymisierung
- Verändern personenbezogener Daten durch eine Zuordnungsvorschrift (z. B. Nutzung von Pseudonymen), so dass persönliche oder sachliche Verhältnisse nicht ohne Kenntnis der Zuordnungsvorschrift einer natürlichen Person zugeordnet werden können.
- Schwächere Form der Anonymisierung
- Chat, Google, Cookie
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller24
Web-Browser
• Vielzahl von Daten (oft nicht nötig) mit übermittelt:– IP– referer URL, …– Browser Release– OS– Date, Time– Cookies– Super-Cookies
(Dom storage)– evercookie http://samy.pl/evercookie/
• Gegenmaßnahmen: – anonymous Proxy, lokal Proxy squid, privoxy– TOR (TorBrowser)– Cookies nach jeder Session löschen
IT-SicherheitGrundlagen
Cookies
• DOM Storage:– Bis zu 5 Megabyte möglich– Wird auch variierender Schreibweise oder Subdomain aufgerufen.
(z.B. "http://www.foo.de/", "foo.de", "bar.foo.de"). • HTTP-Cookies:
– Bis 4 Kilobyte möglich.– Nur Server gesendet, wenn exakte Übereinstimmung vorliegt
• Deaktivierung im Firefox:– Private Daten löschen (löscht im FF Cookies & SuperCookies)– about:config
dom.storage.enabled false• Flash-Cookies (Super-Cookies):
– Local Shared Objects (LSOs)– Von Flash benutzt, nicht im Benutzerprofil des Webbrowsers.– Nicht gelöscht. *.sol– Abwehr: Einstellungen des Flash-Players (Alles-oder-Nichts)
Dr. Wolf Müller25
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller26
Schwachstellen
Schwachstelle (weakness):- Schwäche eines Systems oder Punkt an dem das
System verwundbar werden kann.
Verwundbarkeit (vulnerability):- Schwachstelle über die die Sicherheitsdienste des
Systems umgangen, getäuscht oder unautorisiert modifiziert werden können.
- Diebstahl (mobile Geräte), Softwarefehler, unsichere Kommunikation, Pufferüberläufe
- Naturkatastrophen zählen nicht dazu. (Feuer, Hochwasser, Blitzschlag, Stromausfall, …)
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller27
Gefährdungsfaktoren
höhere Gewalt• Blitzschlag• Erdbeben•
Überschwemmung
• Demonstration• Streik
Fahrlässigkeit• Irrtum• Fehlbedienung• unsachgemäße Behandlung
Vorsatz• Manipulation• Einbruch• Hacking• Vandalismus• Spionage• Sabotage
technisches Versagen• Stromausfall• Hardware-Ausfall• Fehlfunktion
organisatorische Mängel• unberechtigter Zugriff• Raubkopie• ungeschultes Personal
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller28
Threat (Bedrohung)
- Zielt darauf ab, Schwachstelle(n) oder Verwundbarkeit(en) auszunutzen, um Verlust der Datenintegrität, Informationsvertraulichkeit oder Verfügbarkeit des Systems zu erreichen oder Authentizität von Subjekten zu gefährden.
- Gewicht der Bedrohung hängt mit Wert der zu schützenden Güter (assets) zusammen.
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller29
Risk (Risiko)
- Wahrscheinlichkeit bzw. relative Häufigkeit des Schadensereignisses und die durch es potenziell hervorgerufene Schadenshöhe
- Gewicht der Bedrohung hängt mit Wert der zu schützenden Güter (assets) zusammen.
- Abhängig von Angreifermodell (Kenntnisse, Ressourcen, Budget, Motivation)
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller30
Zusammenhang: Schwachstellen, Bedrohungen, Risiko
Bedrohungs-potenzial
Schwachstellen
QuantifizierungWerte
Schadens-potenzial
Eintritts-wahrscheinlichkeit
Bedrohung,Gefahr
RISIKO
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller31
Attack (Angriff)
- Nicht autorisierter Zugriff oder Zugriffsversuch auf ein System.
Passiver Angriff:- Ziel: unautorisierte Informationsgewinnung,- Verlust der Vertraulichkeit - Abhören von Datenleitungen (eavesdropping)- Unautorisiertes Lesen von Dateien- Sniffer Passworte
Aktiver Angriff:- Unautorisierte Modifikation von Datenobjekten- Gegen Datenintegrität und Verfügbarkeit des Systems gerichtet- Entfernen, modifizieren von Datenpaketen- Unautorisiertes Schreiben in Dateien- Spoofing (Maskierungsangriffe)- Denial-of-Service (DoS)- Distributed DoS
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller32
Abwehr von Angriffen
• Schwierig• Verteidiger im Nachteil• Vertraulichkeit:
– Verdeckte Kanäle problematisch.– Kryptografische Verfahren gegen
Klassen von passiven Angriffen (Abhören von Datenleitungen, Auslesen von Speicherbereichen)
• Datenintegrität: Minimale Rechte, Beschränkung der Schreibrechte– Kryptografie allein nicht ausreichend.– Zusätzliche Mechanismen: Einführung Sequenznummern
• Verfügbarkeit: – Quota– Monitoring
IT-SicherheitGrundlagenDr. Wolf Müller33
Security policy (Sicherheitsstrategie)
Sicherheitsstrategie eines Systems oder einer organisatorischen Einheit legt Menge von technischen und organisatorischen Regeln, Verhaltensrichtlinien, Verantwortlichkeiten und Rollen sowie Maßnahmen fest, um angestrebte Schutzziele zu erreichen.
• Systembestimmt:– Globale Regeln, durch zuständige Einheit (Management eines
Unternehmens). Zugriffskontrollstrategie Informationsflussstrategie
• Benutzerbestimmbar:– Erlaubt Benutzern Rechtevergabe für die von ihnen erzeugten Objekte.
Filesystem• Rollenbasierte Sicherheitsstrategien:
– Regelung des Zugriffs auf Objekte anhand von Rollen.– Rolle bestimmt Berechtigungen, Verantwortlichkeiten.– Benutzer werden durch Sysadmin als Mitglieder einer Rolle eingetragen.
Goya