HÖHERE TECHNISCHE BUNDESLEHRANSTALT WIEN 3, RENNWEG 89B Höhere Abteilung für Informationstechnologie Höhere Abteilung für Mechatronik DIPLOMARBEIT

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1 HÖHERE TECHNISCHE BUNDESLEHRANSTALT WIEN 3, RENNWEG 89B Höhere Abteilung für Informationstechnologie Höhere Abteilung für Mechatronik Projektnummer: 3R IT Wien, im September 2015 Antrag um Genehmigung einer Aufgabenstellung für die DIPLOMARBEIT Schuljahr: 2015/16 Anzahl Beiblätter: 19 Thema: FireVPN Aufgabenstellung: Die grundlegende Idee von FireVPN ist es, eine Applikation zu erstellen, welche es ohne viel Aufwand und Fachkenntnis eine End-zu-End-Verbindung über ein VPN-Netzwerk herzustellen. Dabei soll auch die Verwendung hinter Firewalls berücksichtigt werden. Das Ziel ist es, die vorhandenen VPN-Dienste und NAT-Traversal-Methoden zu analysieren und gemeinsam, weitestgehend möglich in eine Desktop-Anwendung einzubinden. Optional ist der Verbindungsaufbau ohne dedizierten Server, sowie verschiedene Netzwerk-Topologien. Kandidatinnen/Kandidaten: Klasse Individ. Betreuung Unterschrift KandidatInnen Projektleiterin/Projektleiter Viktor Besin 5DN HOR Stellv. Projektleiterin/Projektleiter Alexander Mark 5DN LUG Elias Eckenfellner 5DN DRU Betreuerinnen/Betreuer: Hauptbetreuerin/Hauptbetreuer: Unterschrift August Hörandl Hauptbetreuung Stellvertreterin/Stellvertreter: Matthias Drucks Werner Lugschitz Als Diplomarbeit zugelassen Datum... AV Dr. Gerhard Hager Datum.. LSI DI Judith Wessely-Kirschke

2 Executive Summary Objectives The main goal is the development of a software, which allows the setup of an end-toend connection over a virtual private network with little effort. Depending on the result of an analysis of available VPN services and technique of NAT traversal, the features should be implemented if possible. Risks The top risk is that there different implementations which so not work like we have planned. Therefore we have to analyze exactly what methods and interfaces we need. Milestones (Table of the most important milestones) Date Milestone Topics are analyzed to exactly define the goals Implementation done Testing done Submission of the correction copy Budget and Resources We expect that there are no costs for this project. If costs arise anyway, the project team or any partner will cover them. Diplomarbeit Antrag Seite 2 von 20

3 Inhaltsverzeichnis 1 PROJEKTIDEE AUSGANGSSITUATION BESCHREIBUNG DER IDEE PROJEKTZIELE HAUPTZIELE OPTIONALE ZIELE NICHT ZIELE INDIVIDUELLE AUFGABENSTELLUNGEN DER TEAMMITGLIEDER IM GESAMTPROJEKT PROJEKTORGANISATION GRAFISCHE DARSTELLUNG (EMPOWERED PROJEKTORGANISATION) PROJEKTTEAM PROJEKTUMFELDANALYSE GRAFISCHE DARSTELLUNG BESCHREIBUNG DER WICHTIGSTEN UMFELDER RISIKOANALYSE BESCHREIBUNG DER WICHTIGSTEN RISIKEN RISIKOPORTFOLIO RISIKO GEGENMAßNAHMEN MEILENSTEINLISTE PROJEKTRESSOURCEN PROJEKTRESSOURCEN: SOLL IST VERGLEICH PERSONELLE RESSOURCEN BUDGET GEPLANTE EXTERNE KOOPERATIONSPARTNER GEPLANTE VERWERTUNG DER ERGEBNISSE Diplomarbeit Antrag Seite 3 von 20

4 1 Projektidee 1.1 Ausgangssituation In der derzeitigen Situation ist Sicherheit ein Hauptkriterium. Die meisten Unternehmen, aber auch Privatanwender benutzen hierzu die Technik des Virtual Private Network (VPN). Dies bringt viele Vorteile mit sich, jedoch ist die Konfiguration dieser Dienste oftmals langwierig und für Nichtfachleute nicht realisierbar. Hinzu kommt, dass die Nutzung über Netzwerke mit einer Firewall ohne Port-Forwarding nicht möglich ist. 1.2 Beschreibung der Idee Die grundlegende Idee von FireVPN ist es, eine Applikation zu erstellen, welche es ermöglicht mit wenig Aufwand und Fachkenntnis eine End-zu-End-Verbindung über ein VPN-Netzwerk herzustellen. Dazu ist es notwendig, dass vorhandene Dienste (wie OpenVPN und Ähnliche) analysiert und dokumentiert werden. Eine dieser Dienste wird dazu verwendet, das Virtual Private Network aufzubauen. Dabei soll es die Möglichkeit geben zwischen verschiedenen Netzwerktypen zu wählen. Client-zu-Client, Client-zu-Netzwerk und Netzwerk-zu-Netzwerk sollen dadurch unterstützt werden. Um zu gewährleisten, dass die Verbindung auch über Netzwerke mit NAT-Firewalls hergestellt werden kann, wird die Technik des NAT-Traversal verwendet. FireVPN unterscheidet sich von anderen VPN-Applikationen durch die Einfachheit und Schnelligkeit den Dienst einzurichten. Diplomarbeit Antrag Seite 4 von 20

5 2 Projektziele 2.1 Hauptziele RE-M 1 Analyse der vorhandenen Dienste Eine Analyse der vorhandenen VPN-Dienste ist durchgeführt. Verfügbare VPN-Dienste werden durch Nutzung und Konfiguration getestet, analysiert und schriftlich festgehalten. Dabei wird auf Kompatibilität, Funktionalität und Schwierigkeitsgrad der Konfiguration unter den Betriebssystemen Windows (Version 7/8/8.1) und Debian-basierten Linux geachtet. RE-M 2 Analyse von NAT-Traversal Eine Analyse der Möglichkeiten für NAT-Traversal ist durchgeführt. Die vorhandenen Lösungsmöglichkeiten werden recherchiert und ihre Technik wird ausreichend dokumentiert und begründet ob diese geeignet sind. Beachtet wird jedoch auch, dass manche Firewalls NAT-Traversal nicht unterstützen. RE-M 3 Logik der Herstellung und Zusammenführung der Verbindungen Möglichkeiten für den erfolgreichen Verbindungsaufbau zum gewünschten Partner sind ausgearbeitet. Um eine erfolgreiche End-zu-End-Verbindung aufzubauen bedarf es einer guten Verbindungsverwaltung. Durch die Recherche und Tests wird eine Dokumentation für die Logik erstellt, welche einem Dienst den Verbindungsaufbau ermöglicht. Diplomarbeit Antrag Seite 5 von 20

6 RE-M 4 Applikation Eine Client-Applikation, welche die analysierten Möglichkeiten einbindet, ist vorhanden. Die gewählte Programmiersprache ist zu den Betriebssystemen Windows (Version 7/8/8.1) und Debian-basierten Linux kompatibel. a) Die Technik des NAT-Traversal ist in die Client-Applikation eingebunden. b) Des Weiteren ist eine Server-Applikation vorhanden, welche den ersten Verbindungspartner für NAT-Traversal darstellt. c) Die Technik des VPN zum Aufbau eines Peer-to-Peer-Netzwerks ist in die Client-Applikation eingebunden. d) Eine geeignete Verwaltung der Verbindungen ist in die Client- und Server- Applikation eingebunden. Durch die vorhandenen Dokumentationen werden, wenn vorhanden die richtigen Lösungsalternativen und Möglichkeiten ausgewählt und umgesetzt. RE-M 5 Git als Versionsverwaltung und Projektwebseite Git wird für die Versionierung und Sicherung des Quellcodes verwendet. Dieser wird als Open-Source angeboten. a) Ein Git-Server (wie Github) ist für das Projektteam eingerichtet und funktionsfähig. b) Eine Projektwebsite ist vorhanden und über den Git-Server erreichbar. RE-M 6 IPv6 Kompatibilität Die Anwendung ist mit dem IPv6-Standard kompatibel. Das Toredo/Miredo-Protokoll von Microsoft oder ein ähnlicher Tunneling- Mechanismus soll analysiert werden um es, wenn möglich in die Applikation einzubinden. Dadurch soll der Verbindungsaufbau durch IPv6 möglich sein. Die Applikation soll zwei IPv6 Inseln über ein IPv4 Netz (Internet) verbinden. Diplomarbeit Antrag Seite 6 von 20

7 2.2 Optionale Ziele RE-O 1 Kein dedizierter Server benötigt Es wird kein dedizierter Server für NAT-Traversal benötigt, welcher zusätzlich zu unserer Anwendung eingerichtet werden muss. Stattdessen findet der benötigte Informationsaustausch mit öffentlich verfügbaren Cloud-Services und Websites statt. RE-O 2 Verschiedene Netzwerktypen Neben der End-zu-End-Verbindung stehen Konfigurationen für Routing und Zugriff auf das Netzwerk der Hosts zur Verfügung und sind als Erweiterung in die Applikation integriert. a) Eine Möglichkeit für einen Punkt-zu-Netzwerk-Aufbau ist in die Applikation eingebunden. b) Eine Möglichkeit für einen Netzwerk-zu-Netzwerk-Aufbau ist in die Applikation eingebunden. Der von der Applikation verwendete Dienst wird auf Lösungsmöglichkeit für Routing analysiert. RE-O 3 Integration und Release Die Anwendung ist in den verwendeten VPN-Dienst eingearbeitet und kann als Integration-Patch eingereicht werden. Der Source-Code wird analysiert und wenn notwendig angepasst, um ein Zusammenspiel mit unserer Anwendung zu gewährleisten. Diplomarbeit Antrag Seite 7 von 20

8 2.3 NICHT Ziele RE-N 1 Support Es werden Updates bereitgestellt und nachhaltiger Support für Benutzer ist vorhanden. RE-N 2 Kommerzielles Produkt Das Produkt wird kommerziell vermarket und für die Nutzung werden Gegenleistungen verlangt. Diplomarbeit Antrag Seite 8 von 20

9 2.4 Individuelle Aufgabenstellungen der Teammitglieder im Gesamtprojekt Viktor Besin Applikation Frontend und Logik der Applikation Aufgabenstellung Auflistung der einzelnen Ziele und Anforderungen RE-M 3 Logik der Herstellung und Zusammenführung der Verbindung RE-M 4b Applikation RE-M 4d Applikation RE-M 5b Projektwebseite RE-O 1 Kein dedizierter Server benötigt RE-O 2 Verschiedene Netzwerktypen RE-O 3 Integration und Release Elias Eckenfellner VPN Analyse und Implementierung von VPN Technologien Aufgabenstellung Auflistung der einzelnen Ziele und Anforderungen RE-M 1 Analyse der vorhandenen Dienste RE-M 4c Applikation RE-M 5 Git als Versionsverwaltung und Produktwebseite RE-O 1 Kein dedizierter Server benötigt RE-O 2 Verschiedene Netzwerktypen RE-O 3 Integration und Release Alexander Mark NAT-Traversal Analyse und Implementierung des NAT-Traversal Aufgabenstellung Auflistung der einzelnen Ziele und Anforderungen RE-M 2 Analyse von NAT-Traversal RE-M 4a Applikation RE-M 6 IPv6 Kompatibilität RE-O 1 Kein dedizierter Server benötigt RE-O 2 Verschiedene Netzwerktypen RE-O 3 Integration und Release Diplomarbeit Antrag Seite 9 von 20

10 3 Projektorganisation 3.1 Grafische Darstellung (Empowered Projektorganisation) Diplomarbeit Antrag Seite 10 von 20

11 3.2 Projektteam Funktion Name Kürzel HB August Hörandl HOR HB Stv. Matthias Drucks DRU NB Werner Lugschitz LUG PL Viktor Besin BES PL Stv. Alexander Mark MAR PMA Elias Eckenfellner ECK HB Hauptbetreuer HB Stv. Hauptbetreuer Stellvertreter NB Nebenbetreuer PL Projektleiter PL Stv. Projektleiter Stellvertreter PMA Projektmitarbeiter Diplomarbeit Antrag Seite 11 von 20

12 4 Projektumfeldanalyse 4.1 Grafische Darstellung Diplomarbeit Antrag Seite 12 von 20

13 4.2 Beschreibung der wichtigsten Umfelder # Bezeichnung Beschreibung Bewertung 1 PL Besin Leitet das Projekt und arbeitet aktiv mit. + 2 PL-Stv. Mark Leitet das Projekt stellvertretend und arbeitet aktiv mit. + 3 PMA Eckenfellner Arbeitet aktiv am Projekt mit. + 4 Betreuer Hörandl 5 Betreuer Drucks 6 Betreuer Lugschitz 9 LSI Proprietäre Implementierungen Diverse Sicherheitsmechanismen Gibt den Projektmitarbeitern sinnvolle Tipps und unterstützt diese. Gibt den Projektmitarbeitern sinnvolle Tipps und unterstützt diese. Gibt den Projektmitarbeitern sinnvolle Tipps und unterstützt diese. Die Landesschulinspektorin kann das Projekt sowohl genehmigen, als auch ablehnen. Verschiedene Implementierungen verhalten sich nicht gleich und müssen genau analysiert werden. Sicherheitsmechanismen können den Verbindungsaufbau als Angriff erkennen / Diplomarbeit Antrag Seite 13 von 20

14 5 Risikoanalyse 5.1 Beschreibung der wichtigsten Risiken # Bezeichnung Beschreibung des Risikos P A RF 11 Proprietäre Implementierungen 10 Technische Standards 7 Andere Fächer Diverse Sicherheitsmechanismen Verschiedene Betriebssysteme 9 Google Drive Verschiedene Implementierungen verhalten sich nicht gleich und müssen genau analysiert werden. Kann als einfache Schnittstelle genutzt werden, kann jedoch problematisch werden, wenn diese eingehalten werden müssen Können benötigtes Wissen bereitstellen oder zu viel Zeit in Anspruch nehmen Sicherheitsmechanismen können einen Verbindungsaufbau als Angriff erkennen Jedes Betriebssystem verhält sich anders und benötigt andere Konfigurationen Dient als Backup und Dokumentenablage, hat Kompatibilitätsprobleme mit Word Diplomarbeit Antrag Seite 14 von 20

15 5.2 Risikoportfolio Eintrittswahrscheinlichkeit Proprietäre Implementierungen 10 - Technische Standards 7 Andere Fächer 13 - Diverse Sicherheitsmechanismen 12 Verschiedene Betriebssysteme h 9 Google Drive Schadensausmaß Diplomarbeit Antrag Seite 15 von 20

16 5.3 Risiko Gegenmaßnahmen # Bezeichnung Gegenmaßnahme 7 Andere Fächer 9 Google Drive 10 Technische Standards 11 Proprietäre Implementierungen Gutes Zeitmanagement um Aufgaben so früh wie möglich zu erledigen. Automatisiertes Backupsystem einrichten, welches regelmäßig eine Kopie des Google Drive Ordners erstellt. Sich im Vorhinein mit dem Standard auseinandersetzen und entscheiden ob es geeignet ist. Genaue Analyse verschiedener Implementierungen erstellen Verschiedene Betriebssysteme Diverse Sicherheitsmechanismen Genaue Analyse der Eigenschaften verschiedener Plattformen. Testing und Analyse. Diplomarbeit Antrag Seite 16 von 20

17 6 Meilensteinliste Datum Meilenstein Themengebiete sind für den Beginn der Umsetzung ausreichend analysiert Diplomarbeitsantrag ist abgegeben Produktwebseite ist online Kurzinfo für die HTL-Homepage ist erstellt 1 Woche vor 1.TOFT Diplomarbeitsplakat ist erstellt Umsetzung mit fortlaufenden Testing ist abgeschlossen Test Szenarien sind abgearbeitet Februar/März 2016 März 2016 Abgabe des Korrekturexemplares Abgabe des Bibliotheksexemplares Diplomarbeit Antrag Seite 17 von 20

18 7 Projektressourcen 7.1 Projektressourcen: Soll Ist Vergleich Beim Soll-Ist Vergleich wird eruiert, welche Ressourcen (Infrastruktur, Hardware, Software, Know How, Experten,...) vorhanden sind. Falls nicht ausreichend vorhanden, hat dies Auswirkungen auf die Risikoanalyse und/oder auf die Arbeitspakete des Projektstrukturplans. Arten von Ressourcen: Software, Hardware, Infrastruktur, Know How SOLL Bereich IST Risiko (X) PSP (X) Technische Geräte ausreichend Know How Hole Punching nicht ausreichend X X Know How VPN nicht ausreichend X X 7.2 Personelle Ressourcen # Teammitglied Personenstunden 1 Viktor Besin Elias Eckenfellner Alexander Mark 140 SUMME Budget Auflistung der Aufwände für die Durchführung der Diplomarbeit Voraussichtlich fallen für dieses Projekt keine Kosten an Kostendeckung Falls trotzdem Kosten anfallen sollten, werden Sponsoren gesucht, welche die Kosten decken, ansonsten wird das Projektteam die Kosten übernehmen. Diplomarbeit Antrag Seite 18 von 20

19 8 Geplante externe Kooperationspartner Es sind keine Kooperationspartner geplant. Diplomarbeit Antrag Seite 19 von 20

20 9 Geplante Verwertung der Ergebnisse Nach Abschluss der Diplomarbeit wird unser Produkt als Open-Source auf dem gewählten Git-Server zur Verfügung stehen. Diplomarbeit Antrag Seite 20 von 20