7. Deutscher IT-Sicherheitskongress 2001

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1 7. Deutscher IT-Sicherheitskongress 2001 Vermeidung und Abwehr von Angriffen Trojanischer Pferde auf Digitale Signaturen Armin B. Cremers, Adrian Spalka und Hanno Langweg Institut für Informatik III, Universität Bonn Übersicht: Einführung Bedrohung digitaler Signaturen durch Trojanische Pferde Neuer Ansatz zum Schutz digitaler Signaturen Bewertung des Ansatzes Ausblick A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 1/14

2 Rechtliche Bedeutung digitaler Signaturen Rechtliche Verbindlichkeit digitaler Signaturen: Sollen wie handschriftliche Unterschriften behandelt werden. (EU-Richtlinie 1999/93/EG, geplante Änderungen im Privatrecht) Anpassung des Privatrechts (noch in 2001?): Qualifizierte elektronische Signaturen gleichrangig mit schriftlicher Form (neuer 126a Bürgerliches Gesetzbuch) Anscheinsbeweis der Echtheit bei elektronischer Form, wenn Signatur korrekt (neuer 292a Zivilprozessordnung) Anscheinsbeweis bei qualifizierter elektronischer Signatur: gilt unabhängig von Nutzung akkreditierter Produkte Prüfung der Sicherheit erst im Streitfall, nicht im voraus A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 2/14

3 Gefahr durch Trojanische Pferde Signieren in unsicherer Umgebung ist Realität: Niemand kann garantieren, dass sein System frei von Trojanern ist Kaum jemand wird spezielle Hardware kaufen, nur um signieren zu können Kaum jemand wird ein besonders sicheres Linux booten, nur um signieren zu können. Heute: Software nach altem SigG E2 hoch evaluiert Einschränkung: Alle Programme auf dem PC sind vertrauenswürdig Realitätsfremde Annahme! A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 3/14

4 Beispiel: etrust Mail für Microsoft Outlook (Deutsche Post Signtrust) Bedrohung kann ausgenutzt werden Status: Update angekündigt A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 4/14

5 Schon, aber Papier ist geduldig. Bei Papier wird doch auch betrogen... Mit Trojanischen Pferden können digitale Signaturen automatisiert } massenhaft verfälscht werden. aus der Ferne Das ist mehr als nur ein quantitativer Unterschied. A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 5/14

6 Wirklich wichtige Dinge sind nicht betroffen? Testamente, Schuldversprechen u.a.: Werden in elektronischer Form (voraussichtlich) nicht zulässig sein. Der einzelne Betrugsfall ist mindestens ärgerlich. Aber wer trägt den Schaden bei gefälschten Bestellungen bei Versandhäusern? gekündigten Mietverträgen bei einer Wohnungsbaugesellschaft? Vertrauen in die digitale Signatur in Gefahr A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 6/14

7 Praxisferne Ansätze: Maßnahmen gegen Trojanische Pferde Wir brauchen spezielle Signiercomputer! (>500 Euro pro Anwender) Alles ist unsicher, wir lassen den Anwender im Kopf rechnen! (Signiergeschwindigkeit <15 Zeichen pro Minute) In der Praxis: keine 100%ige Sicherheit benötigt aber kein Grund, nichts zu tun. Fragen im Vordergrund: Wodurch werden Trojanische Pferde auf Signaturen aufmerksam? Welche Schnittstellen werden von Trojanischen Pferden bedroht? Wie können Trojanische Pferde aktive Inhalte in Dokumenten mißbrauchen? A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 7/14

8 Wodurch werden Trojanische Pferde auf Signaturen aufmerksam? Problem: Bequeme Übergabe der Daten an Signieranwendung, z.b., über Plug-In. Es ist erkennbar, wann Daten signiert werden sollen. Lösung: Keine direkte Übergabe zu signierender Daten an Signieranwendung. Signieren nicht per Mausklick, sondern in Schritten, z.b. über Datei/Speichern und Import in der Signieranwendung. Vorteil: Trojanisches Pferd geht hohes Risiko ein, entdeckt zu werden, wenn es Daten bei der Speicherung verändert; Zweck der Speicherung kann vielfältig sein. Nachteil: Verlust an Bequemlichkeit; ungewohnt bei s. A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 8/14

9 Geschützte Festlegung zu signierender Daten Übermittlung an Signieranwendung über Datei/Speichern. Speicherung auf SWORM-Medium (Software-based Write Once Read Multiple). Datei kann nach Speicherung nicht mehr verändert werden. Datei kann beliebig oft gelesen werden. Bei Bedarf kann Inhalt vor der Signaturerzeugung angezeigt werden. Verzicht auf Secure Viewer möglich. SWORM-Medium verursacht keine Herstellungs- und Betriebskosten. A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 9/14

10 Bedrohte Schnittstellen Authentizität und Integrität der Schnittstellenkommunikation sichern: Meet-In-The-Middle-Angriff auf Kommunikation Signieranwendung/ Signaturkarte verhindern. Erst Übermittlung der zu signierenden Daten, Prüfung durch Signieranwendung, dann erst Freischaltung der Signaturerzeugung Freischaltung der Signaturkarte direkt am Terminal. Keine Eingabe der PIN am PC. Eingabe Benutzer SWORM Trojanisches Pferd Härtung der Signieranwendung; Kommunikation mit anderen Prozessen beschränken. Sicherung des Pfads von der Speicherung bis zur Signaturerzeugung Verbleibende Angriffsmöglichkeiten abhängig von Mitteln und Motivation des Angreifers Ausgabe Aktive Dokumentinhalte Anwendungssoftware Signieranwendung Gerätetreiber Signaturchipkarte A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 10/14

11 Aktive Inhalte: Makros, Add-Ins etc. Trojanische Pferde in aktiven Inhalten Schutz vor nachträglichen Veränderungen: Speicherung im SWORM Problem: Aktiver Inhalt wird mitsigniert und zum Empfänger übertragen. Dort könnte eine Verfälschung der Präsentation erfolgen. Lösung: Präsentation erfolgt auf deterministischen Maschinen. Identische Eingabe führt zu identischer Verarbeitung und Ausgabe. Aktive Inhalte müssen glauben, sie würden auf dem Absender-PC ausgeführt. A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 11/14

12 Ansatz: Deterministische Präsentation signierter Daten Sammlung der Parameter, die von aktiven Inhalten zur Standortbestimmung herangezogen werden können. Simulation der Absenderumgebung mit einer Sandbox. Anwendungsprogramm inklusive ggf. vorhandenem aktiven Inhalt liefert eine Darstellung wie sie auf dem Absender-PC aussähe. Herausforderung: Bestimmung der relevanten Parameter und Semantik der digitalen Signatur. Weitergehende Untersuchungen sind im Gange. A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 12/14

13 Bewertung unseres Ansatzes Keine Kennzeichnung zu signierender Daten als Angriffsziel Datenintegrität bei Übertragung an Signieranwendung gewahrt Verzicht auf Darstellungskomponente möglich Freigabe der Signaturerzeugung erst nach Prüfung der übermittelten Daten PIN kann nicht abgefangen werden Hohe Benutzerfreundlichkeit Geringe Betriebskosten Aus Korruptionsprävention bewährt: Informationen für Angreifer verringern, Risiko erhöhen A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 13/14

14 Ausblick Zielsetzung: Vertrauen künftiger Anwender in digitale Signaturen stärken. Weitergehende Arbeiten am Institut für Informatik III der Uni Bonn: Erarbeitung einer umfassenden Architektur eines sicheren DS-Systems Implementierung eines Prototyps (Umwandlung/Einbettung in ein kommerzielles Produkt) Unser Vorteil: Langjährige Erfahrung mit nicht vertrauenswürdigen Programmen Stand der Dinge: Erfolgreiche Entwicklung der Architektur in Sicht Weitere Sicherheitsforschung am Institut für Informatik III: Sicherheit von Informationssystemen und Datenbanken Kryptographie mit elliptischen Kurven Stabile und effiziente Kryptographie in Java Jugendschutz im WWW und sicheres Arbeiten im WWW A.B. Cremers, A. Spalka, H. Langweg; Uni Bonn Folien BSI fm 14/14

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