Smart Attacks: Die neue Dimension der Angriffserkennung Prof. Dr. Gabi Dreo Rodosek Sprecherin des Forschungszentrums CODE Fakultät für Informatik

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1 Smart Attacks: Die neue Dimension der Angriffserkennung Prof. Dr. Gabi Dreo Rodosek Sprecherin des Forschungszentrums CODE Fakultät für Informatik 2014 Gabi Dreo Rodosek 1

2 Unser Leben im Cyber Space Leben in der virtuellen Welt muss auch geschützt werden Personen (digitale Identitäten) Dienste, Inhalte (Content), Kritische Infrastrukturen, Aber Milliarden von vernetzen Geräten, hohe Bandbreiten von 100 Gbit/s und mehr, Heterogenität, Technologien wie Cloud Computing, und alles wird immer smarter What needs to be done to prevent them in the future? Smartphone, Smart Meter, Smart Grid, Smart Home, Smart City Gabi Dreo Rodosek 2

3 Die Wachsende Bedrohung 2014 Gabi Dreo Rodosek 3

4 Warum soviel? Vernetze Welt 2014 Gabi Dreo Rodosek 4

5 Der Paradigmenwechsel (1) Neue Angriffsziele für IT-Sicherheitsbedrohungen Internet GSM/UMTS/LTE Home Automation Military SatCom Car2X Software Defined Radio WSN Smart Grid SCADA All-over-IP and IP-over-All Problemstellung: neue Angriffsziele sind nicht ausreichend geschützt! 2014 Gabi Dreo Rodosek 5

6 Der Paradigmenwechsel (2) IKT-Unterstützung in immer mehr Bereichen (z.b. Energieversorgung, Industriekomplexe, Automobilindustrie, Transport, militärischen Operationen) Potenzielle Gefährdungen aus den klassischen Rechnernetzen finden Einzug in neuen Bereiche Missbrauch des Internets für einen Cyber Angriff stellt ein hohes Risiko dar, da damit fast jedes mit dem Internet verbundene System angegriffen werden kann 2014 Gabi Dreo Rodosek 6

7 Der Paradigmenwechsel Beispiel: Smart Grid / Smart Meter Manipulation der Sensoren im Grid sowie der WAMSs selbst Manipulation der Steuerung der Verteilung des Stroms Manipulation/ Mitlesen der Datenerfassung, -übermittlung Ausführung von Schadcode auf Smart Metern WAMS - Wide Area Management System Datennetz Stromnetz Erfassung und Analyse von Nutzungsprofilen 2014 Gabi Dreo Rodosek 7

8 Der Paradigmenwechsel Beispiel: E-Health 2014 Gabi Dreo Rodosek 8

9 Paradigm Shift Example: Car-IT, ConnectedDrive 2014 Gabi Dreo Rodosek 9

10 Finanzieller Schaden 70% aller größeren Unternehmen in Deutschland waren bereits von einem Cyber-Angriff betroffen! (Allensbach-Studie 2011, Symantec State of Security Survery 2011) 2014 Gabi Dreo Rodosek 10

11 Der Paradigmenwechsel Energieversorgung, Automobilindustrie, Finanzwesen, Gesundheit, Produktionssteuerung, militärische (vernetzte) Operationen,... Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) als Schlüsseltechnologie! Neue Angriffsziele sind nicht ausreichend geschützt! 2014 Gabi Dreo Rodosek 11 11

12 Cyber Attacken Heute (1) 2009: Operation Aurora 2010: Stuxnet 2011: Angriff auf RSA SecurID 2012: Flamer, MiniFlamer 2014 Gabi Dreo Rodosek 12

13 Cyber Attacken Heute (2) Bankräuber gehen Online Juni 2012 High Roller -Angriff Hacking-Angriff auf Server von Zoll und Polizei ( No-Name- Crew ) Angriffsziel: Ausspähung von Daten! 2014 Gabi Dreo Rodosek 13

14 Angriffe: Stand der Technik Gezielte und spezialisierte Angriffe haben einen starken Zuwachs Signaturbasierter Verfahren können das nicht erkennen Verstärkender Einsatz von Verschlüsselung (Verschleierung), hohe Bandbreiten Analyse der Nutzdaten nicht mehr möglich Angriffe auf Anwendungsebene Können durch auf der Netzebene arbeitende IDS und IPS nicht erkannt werden Angriffe auf sozialer Netze wie Facebook, um gezielt menschliche Schwächen auszunutzen 2014 Gabi Dreo Rodosek 14

15 Angriffsarten (heute, Auszug) Einbruchsversuch Masquerade Attack Penetration durch Manipulation des Sicherheitssystems Leckage DDoS (Distributed Denial of Service) Angriffsklassen lassen sich anhand verschiedener Detektionsmerkmale und Werkzeugen erkennen Intrusion Detection Systeme (IDS) oder Intrusion Prevention Systeme Schutz der Systeme Extrusion Prevention (innere Bedrohung, Innentäter!) Schutz der Daten 2014 Gabi Dreo Rodosek 15

16 Detektion Theorie und Praxis 2014 Gabi Dreo Rodosek 16

17 Angriffsentwicklung 2014 Gabi Dreo Rodosek 17

18 Detektion Theorie und Praxis: Intrusion Detection Systeme Wissensbasierte Verfahren Erkennen zuverlässig bekannte Angriffe Ø Hohe True Positive Rate Ø Niedrige False Positive Rate Problem: unbekannte Angriffe werden nicht erkannt Anomaliebasierte Verfahren Erkennen auch unbekannte Angriffe Problem: Ø Hohe False Positive Rate Ø Niedrige True Positive Rate 2014 Gabi Dreo Rodosek 18

19 APT & TAs vs. NGFW & IPS 2014 Gabi Dreo Rodosek 19

20 Was sind Smart Attacks? getarnt unauffälliges Verhalten schwer detektierbar immun (gegen bestehende Schutzmaßnahmen) zielgerichtet Opfer Zweck Schläfer persistent Smart Attack neuartig, unbekannt aufwändig leistungsfähig ausgefeilt (crafted) steuerbar, anpassbar komplex mehrere Angriffsvektoren mehrere Schwachstellen Backdoor, C&C 2014 Gabi Dreo Rodosek 20

21 Smart Attacks fordern Smart Solutions Angreifer fliegt unter dem Radar à Aufwändige Detektion Ganzheitlicher Ansatz Vernetzung (Menschen, Organisationen, Domänen) Combined (Technik und soziologische Aspekte, gemeinsame Sprache) Korrelation von Detektionsdaten aus unterschiedlichen Bereichen Pro-aktive Verteidigung Angreifer beschäftigen und/oder irritieren à Smarter Angreifer! Awareness (Sensibilisierung, Nachhaltigkeit primär nach Schadensfall) Nicht konform mit Grundschutzansatz Smart Attacks zielen auf die verbleibenden 20%! 2014 Gabi Dreo Rodosek 21

22 (Smart) Attacks: Neue Honeypot-Architekturen Application Control Überwacht und steuert alle Anwendungen um einen Nutzer zu simulieren Dient als Schnittstelle zu den Behavior Modules Behavior Modules Verschiedene Komponenten werden genutzt, um ein realistisches Nutzerverhalten zu generieren (um z.b. mit den Web-Seiten zu interagieren) Policies werden verwendet, um zum Beispiel Einträge in sozialen Netzen vorzunehmen Konzepte der Natural Language Generation werden herangezogen, um den Inhalt von Webseiten zu analysieren oder auf Nachrichten zu antworten A Hooks (user- specified functions) E Firefox Bare Metal (no virtualization) Adobe Acrobat Honeypot Kernel Modules Application Control 5 D B C Recorded System Calls System Call Table Behavior Modules Virtualization vmware xen VirtualBox Hyper- V... Hardware Office System Call Interface 4 System Call Table Entries Backup Smartphone Notebook Desktop Server Server- Farm 1 F OS- specified functions 3 OS- provided Kernel Modules 4 Application Layer Operating System Layer Virtualization Layer Hardware Layer 2014 Gabi Dreo Rodosek 22

23 Trend Unterschiedliche Angriffsarten Counter overflow attack, routing table manipulation, wormhole attack, sleep attack,... Unterschiedliche Geräte (Smartphones, vernetze Autos, vernetzte Flugzeuge...) Neue Technologien: neue Dienste, neue Bedrohungen, neue Angriffsarten ABER neue Gegenmaßnahmen möglich (z.b. Angriffe aus der Cloud) 2014 Gabi Dreo Rodosek 23

24 ... und die Welt verändert sich Gabi Dreo Rodosek 24

25 Future Internet Ubiquitous interconnectivity, exchange of data and access to services 2014 Gabi Dreo Rodosek 25

26 Future Internet: Dienste Future Internet = Dienste + Content + Management Neue Arten von (immer mehr) personalisierten Diensten, u. a. für Gesundheitswesen Überwachung des Gesundheitszustands durch Sensoren ( versteckt in alltäglichen Dingen), Online-Diagnose, personalisierte Dienste Personalisiertes Entertainment (Online-Spiele) Smart Homes Privacy-Dienste! Alles aus der Cloud Gabi Dreo Rodosek 26

27 Internet of Things Goal: Integrating the virtual with the real world Smart Objects Self-X (Healing, Protecting,...) Adaptation to Environment 2014 Gabi Dreo Rodosek 27

28 Mobile Eco System Entertainment Carsharing Payment Social Ticketing Location Store Business Apps 2014 Gabi Dreo Rodosek 28

29 Mobile meets Intercloud Logis3cs) Traffic)Control) Insurance) Telephone) Authority) Mission)(AdHoc)) secure)...)dynamical)...)contextual)) IdM)as)a)Service) personalized)...)hybrid)...)situa3onal) virtual( real( roadworks) rescue)squad)/) )force) disaster)) zone) roadblock) 2014 Gabi Dreo Rodosek 29

30 Herausforderung: Big Data 2014 Gabi Dreo Rodosek 30

31 Big Data and Privacy Analytics Big Problem Processes Data Correlation (Time, Place, Source, Identity, System...) Interconnected Systems? Automated Actions Big Data Big System 2014 Gabi Dreo Rodosek 31

32 Big Data: Einige Beispiele (1) Was macht Google mit gesammelten Daten? Was sammelt Facebook? Alle Interaktionen mit Facebook wie Aufruf von Profilen, Senden von Nachrichten, Anklicken von Werbeanzeigen, Suchanfragen, Meta-Daten über Bilder wie Uhrzeit, Datum, GPS-Koordinaten, Infos vom Rechner, Handy wie IP-Adresse, Standort, genutzte Browser, aufgerufene Spiele, Anwendungen, Webseiten, Gefällt mir -Button... Wofür: Werbung 2014 Gabi Dreo Rodosek 32

33 Big Data: Einige Beispiele (2) Noch Facebook: Beispiel Farmville sammelt Daten über Benutzer und darf diese auch an Dritte weitergeben Twitter: Das Fieberthermometer der NationJ Alle Tweets (Inhalte) dürfen kopiert, vervielfältigt, verarbeitet, veröffentlicht werden,... Amazon Speicherung kompletter Click-Streams der Kunden (Artikel, Bestellungen, versande, empfangene Mails,... ohne Zeitbegrenzung) Kindle-Book-Reader: Leserverhalten des Benutzers zu Amazon übertragen 2014 Gabi Dreo Rodosek 33

34 Big Data Die Zukunft gehört wohl den Datensammlern Provider (You Tube) Suchmaschinen (Google) Soziale Netze (Facebook, Twitter, Xing, LinkedIn) Kreditkartenanbieter, Banken, Versicherungen, Mobilfunkprovider, Online Vertrieb (ebay, Amazon), Handel (Payback Systeme), Krankenkassen, Ämter und Verwaltungen,... Daten werden analysiert, um personalisierte, kontext-, lokations- und situationsbezogene Dienste anzubieten Schutz vor ungewollten Daten und Diensten (Privacy)! Big Data Analytics Dualität: Potential und Bedrohung Datendiebstahl durch Innentäter: einer der größten Bedrohungen im Bereich der Cyber Attacken 2014 Gabi Dreo Rodosek 34

35 Federated Identity Management Future: Number of entities and identities will increase dramatically Complexity of Access, Rights, Identity and Trust Level Management will increase physical world digital representation digital services corresponds to consists of grants rights on identity attribute / identifier 2014 Gabi Dreo Rodosek 35

36 Abschließende Bemerkungen (1) IT-Sicherheit bzw. Cyber Security/ Cyber Defense/ Cyber Operation Damals: Austausch von Web-Seiten Heute: Stuxnet und andere digitale Waffen Erster bewusster Sicherheitsvorfall am 1. April Gabi Dreo Rodosek 36

37 Abschließende Bemerkungen (2) Bedrohungen sind mannigfaltig Cyber-Attacken sind anonym, werden immer komplexer und zielgerichteter Internet of Things / Data / Services: Future Internet Cloud Computing und Inter-Clouds (Verbindung von Clouds) Neue Technologien = Neue Bedrohungen! Neue Technologien = Neue Möglichkeiten! Cyber-Abwehr kostet Eine nicht adäquate Cyber-Abwehr kostet mehr! 2014 Gabi Dreo Rodosek 37

38 Abschließende Bemerkungen (3) Big Data Es geht nicht nur um Big oder Small, sondern um Vertrauen (Trust) und Privacy Entwicklung neuer Ansätze, Technologien und Prozesse zur Analyse (Korrelation) und Visualisierung Big Data in Clouds, Kontrolle der Daten(!) Smart Attacken fordern Smart Defence Forschungszentrum CODE Gabi Dreo Rodosek 38

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