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1 Fraunhofer Institute for Open Communication Systems Kaiserin-Augusta-Allee Berlin, Germany 1

2 Der Einsatz von Cloud-Technologien in der öffentlichen Verwaltung Datacenter 2020 sicher, virtuell und grün Berlin, 14. September 2010 Peter H. Deussen Linda Strick 2

3 Cloud Computing ist Most computer savvy folks actually have a pretty good idea of what the term "cloud In a fully implemented Data Center 3.0 computing" means: outsourced, environment, you can decide if an app pay-as-you-go, is on-demand, run locally [ ], in someone else s data somewhere The Cloud in the concept Internet, is etc. finally wrapping peoples minds around Clouds are virtualized. center [ ] and Ondemand requisitioning the fly in case [.. you.] The are word short elasticity on data you can change your mind what is possible when you leverage [...] gives a web-scale infrastructure implies Insgesamt the ability finden center resources sich to mehr good als idea 60 about Definitionen the key features: des (application you Begriffs and physical) in an dynamically Cloud Computing! resize You can resource certainly can scale your infrastructure on-demand on demand way. allocation or moving within minutes or even seconds, instead Welche have Definition clouds soll that in are einem politischen/wirtschaftlichen customers from one physical of days or weeks, thereby avoiding server to Entscheidungsprozess another priced like pizza, under-utilization zugrundegelegt per (idle servers) werden? I view cloud and overutilization (blue Nenner? screen) of in-house computing as a transparently. Gibt es slice. einen gemeinsamen broad array of web-based resources. Clouds will be the services next aimed at allowing users transformation over to obtain the next a wide range of several years, building functional off of capabilities on a 'payas-you-go' that basis... the software models virtualization enabled. There really are only three types of services that are cloud based: SaaS, PaaS, and Cloud Computing Platforms. Put simply cloud computing is the infrastructural paradigm shift that enables the ascension of SaaS. I would like to propose a 'Cloud Cloud computing is said Pyramid' to to help differentiate be the user-friendly the version various Cloud offerings of grid computing. out there. 3

4 Was ist Cloud Computing? Definition des NIST Eigenschaften Bedarfsbetrieb mit Selbstbedienung Ortsunabhängige Ressoucenverfügbarkeit (Pooling) Breit verfügbarer Netzzugriff (auch von unterschiedlichen Endgeräten) Schnelle Elastizität (bedarfsgerechter Verbrauch) Überwachte Dienstnutzung (Dienstgüte) Dienstklassen (*-as-a-service) Software (SaaS) Plattform (PaaS) Infrastrukture (IaaS) Betriebsmodelle Closed Privat Bestimmte Gruppe von Kunden Anbieter Föderiert 1 Bestimmte Gruppe von Kunden Kooperation von Anbietern Open Öffentlich Unbestimmte Gruppe von Kunden Anbieter Hybrid Kunde priv. Anbieter öff. Anbieter 4 1. In der NIST Def. nicht betrachtet

5 Studie: Cloud-Computing für die öffentliche Verwaltung Auftraggeber Ausführende Zielsetzung Untersuchung von Cloud Computing als Alternative und Perspektive kooperativen egovernments in Deutschland: Rahmenbedingungen Ausgestaltungsszenarien Migrationsstrategien 5

6 Methodologie Umfrage (Outsourcing) Interviews (Dienstleister, Anbieter) Workshops Vorbereitung IT-Dienste Rechtlicher Rahmen Sicherheit Risikomanagement Verwaltungs- Rahmen Grundschutz Hersteller/Anbieter-Fragebogen Dienstmanagement Rechtlicher Rahmen Heute Themenauswahl Und Ausarbeitung Empfehlungen: Ausgestaltung, Migrationsstrategie Schlussfolgerungen 6

7 Umfrage Auslagerung von Dienstleistungen Ca. 75% aller Befragten haben IT- Dienstleistungen an Unternehmen öffentlichen Hand ausgelagert: Fachanwendungen Kommunikation und Infrastruktur 7

8 Umfrage Standardsoftware vs. angepasste Software Fachverfahren bzw. bereichsübergreifende Prozesse erfordern verstärkt angepasste Dienste Generische Dienste wie Kommunikation, Daten-/Dokumentenspeicherung können mit Standard-Software realisiert werden. 8

9 Umfrage IT-Kooperationen Was spricht dagegen? 9

10 Umfrage Readyness für Cloud Computing? Virtualisierung wird in fast allen Rechenzentren eingesetzt Fast alle Behörden sind bereit, IT-Ressourcen kooperativ zu nutzen 10

11 Cloud-Computing: Rechtlicher Rahmen Kooperationsformen I Regiebetrieb rechtlich und wirtschaftlich unselbständig z.b. Angliederung an ein Amt Bundesbetrieb/Landesbetrieb/Eigenbetrieb rechtlich unselbständig, wirtschaftlich eigenständig z.t. gesetzliche Grundlage erforderlich, z.b. Budgetrecht des Parlaments, Sondervermögen Eigengesellschaft rechtlich und wirtschaftlich eigenständig 11 In Zusammenarbeit mit Taylor Wessing, Düsseldorf

12 Cloud-Computing: Rechtlicher Rahmen Kooperationsformen II Kooperationsform Öffentlichrechtliche Vereinbarung Bedeutung Vergaberecht Unterliegt nur bei Beteiligung Privater dem Vergaberecht Horizontale Kooperation Vertikale Kooperation Beispiel Möglich Möglich Abfallsentsorgungsleistung zw. zwei Kommunen Kommunale Arbeitsgemeinschaft Anstalt öffentlichen Rechts Rechtlich nicht bestimmt Unterliegt nicht dem Vergaberecht Möglich Nicht Möglich Kaum vorhanden Möglich Möglich Universitäten, Sparkassen, Dataport Kommunaler Zweckverband Unterliegt i.d.r. nicht dem Vergaberecht Möglich Möglich Sonderschulzweckverband 12 In Zusammenarbeit mit Taylor Wessing, Düsseldorf

13 Cloud-Computing: Rechtlicher Rahmen Datenschutz/Auftragsdatenverarbeitung Datenabgabe an Dritte Ein Gesetz gestattet die Abgabe Die betroffene Person hat eingewilligt Auftragsdatenverarbeitung Zuständig für ordnungsgemäße Erhebung und Überwachung bleibt der Auftraggeber, die Bearbeitung ist ausgelagert Freie Bearbeitung innerhalb der EU ist grundsätzlich erlaubt Weitergabe von Daten zwischen öffentlichen Stellen erlaubt, falls erforderlich Erforderlich = Für die öffentliche Hand alternativlos Wirtschaftliche Zwecke sind nicht erforderlich Zu berücksichtigen sind Bundesdatenschutz und Landesdatenschutz 13 In Zusammenarbeit mit Taylor Wessing, Düsseldorf

14 Risikomanagement Ausgangspunkte Risikoanalyse nach NIST ( ) (alternativ) BSI Schritt 1: Systemcharakterisierung Schritt 2: Bedrohungsidentifikation Schritt 3: Schwachstellenidentifikation ENISA Sammlung von 53 Schwachstellen in Clouds Organisatorisch Technisch Gesetzlich Definition Cloud-spezifischer Schwachstellen Schritt 4: Kontrollanalyse Schritt 5: Wahrscheinlichkeitsabschätzung Schritt 6: Wirkungsanalyse Schritt 7: Risikobestimmung Schritt 8: Kontrollempfehlungen 14 In Zusammenarbeit mit Siemens IT Solutions and Services

15 Cloud-spezifische Schwachstellen Klasse Immanenter Bestandteil in Cloud- Basis-Technologien Durch Cloud-Innovationen verursacht, die bekannte und erprobte Gegenmaßnahmen unmöglich oder schwierig implementierbar machen. Ursprung in einer der Charakteristiken des Cloud- Computings Beispiel Virtual machine (VM) escape. Session Riding and Hijacking. Unsichere oder obsolete Kryptographie Unzureichende Kontrollen in virtualisierten Netzwerken Unzureichende Schlüsselmanagement-Prozeduren Sicherheitsmetriken sind nicht an Cloud-basierte Infrastrukturen angepasst Nichtautorisierter Zugang zu Managementschnittstellen Netzwerkschwachstellen Datenwiedergewinnung (Wiederverwendung phys. Speichers) Manipulation von Abrechnungen 15 In Zusammenarbeit mit Siemens IT Solutions and Services

16 Cloud-Computing und Grundschutz BSI-Grundschutzbaustein Outsourcing Raster zur Bewertung von Cloud-Technologien Cloud-spezifische Schwachstellen (und entsprechende Maßnahmen) nicht betrachtet Nachbesserungsbedarf (in Vorbereitung) Die Nutzung von Cloud Computing ist einer Risikoabwägung zu unterziehen Closed Clouds Potentiel höheres Sicherheitsniveau vergl. mit kassischen Dienstanbietern: Einheitliche Infrastruktur Einheitliche Sicherheitsrichtlinien und konsolidiertes Sicherheitsmanagement Problem Lock-in durch proprietäre Cloud- Technologie Open Clouds Probleme Perimeter-Ansatz (d.h. vertrauenswürdiges, nach außen abgeschirmtes Netz) nicht anwendbar Zusätzliche privilegierte öffentliche Zugänge (Selbstbedienung) Keine dedizierten SLAs (nur AGBs) Lock-in 16

17 Mehr Sicherheit in der Cloud Organisation Multiple Standorte Redundante Daten und Prozesse Verteilte Datenhaltung Absicherungsmechanismen auf Netzwerkebene Einheitliches Sicherheitskonzept Zeitnahe Aufdeckung von Schwachstellen und Durchsetzung von Gegenmaßnahmen Dediziertes Expertenteam Konsolidiertes und effektives Bedrohungsmanagement Verkürzte Reaktionszeiten Cloud-Technologie Sofortige und adaptive Ressourcenskalierung DDOS Vereinfachte Audits und Spurensicherung Virtualisierung Sicherheit als Marktfaktor Notwendigkeit für robustere Dienste Unbekannter Sicherheitskontext Standardisierte Schnittstellen für Sicherheitsmanagement Security-as-a-service 17

18 Ausgestaltungsmöglichkeiten Private Cloud Intranet Private Cloud Cloud-basiertes Datenzentrum für eine oder mehrere Behörden Vorteile konsolidierte IT-Expertise, reduziere Hardware, reduzierte/keine Betriebskosten einfache Bereitstellung von SaaS wie , CRM, ERP - ohne Administration Nachvollziehbarkeit durch Cloud-Anbieter (Management, Governance) einheitliche und aktuelle Sicherheitsmechanismen Wenig Standards erforderlich (VM Format, ) Probleme Migration verursacht Kosten wer bezahlt (z.b. Länderfinanzausgleich) Wirtschaftlichkeitsmodelle? 18

19 Ausgestaltungsmöglichkeiten Hybride Cloud Intranet Private Cloud Internet Öffentliche Cloud Vorteile Dynamische Lastverteilung und Ressourcen, reduzierte Betriebskosten (Pay as you go) Standards: Interoperabilität Identity Management Sicherheit Probleme Datenschutz Lizenzen Mandantenfähigkeit Sicherheit Cloud-basiertes Datenzentrum mit temporären oder permanenten Backup in einer öffentlichen Cloud 19

20 Ausgestaltungsmöglichkeiten Föderierte Cloud Intranet Private Cloud Vorteil Skalierbare DLZ übergreifende Nutzung von Ressourcen (transparent für den Kunden) konsolidierte IT-Expertise, reduziere Hardware, Sicherheit, etc Cloud Provider muss ortsspezifische Speicherung ermöglichen Intranet Private Cloud Intranet Bereitstellung einer föderierten Cloud durch den Zusammenschluss mehrerer DLZ Standards Föderiertes Identity Management, Accounting, etc. Anwendungsspezifische Datenund Dokumenteninteroperabilität Dienstmanagement Sicherheit Prozessketten 20

21 Schlussfolgerungen Private Clouds für die Verwaltungen sind umsetzbar Erste Schritte, z.b.: ITDZ Berlin Kom. Rechenzentrum Minden-Ravensberg/Lippe Leuchtturmprojekte notwendig Föderierte Cloud als längerfristiges Ziel Über 400 Rechenzentren in Deutschland Öffentliche/hybride Clouds für Anwendungen mit niedrigem Schutzbedarf Nachholbedarf im Bereich Sicherheit/Grundschutz Umfassende Standardisierung notwendig 21

22 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? 22

23 Standardisierungsaktivitäten Cloud Interoperabilität DIN (NIA-38) und der ISO (JTC 1/SC 38) Distributed Management Task Force: Open Cloud Standards Incubator ETSI STF on ICT GRID Technologies Interoperability and Standardization NIST Cloud Computing Project Global Inter-Cloud Technology Forum, Japan Cloud Computing Use Cases Group Open Cloud Consortium OMG - Cloud Standards Coordination Cloud Security Alliance 23

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