Personal Card Assistant

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1 Joachim Posegga: PCA, PCA: Jini-based Personal Card Assistant Joachim Posegga Deutsche Research Information Security Division Joint work with Roger Kehr and Harald Vogt Überblick Was kommt nach der PC-Ära? PCA: Jini-based Personal Card Assistant Jini in der Praxis: Abenteuer, Erfahrungen, Anregungen Resümee Jini im Mobilfunk der Zukunft

2 Joachim Posegga: PCA, Die post-pc Ära (2002+) Ubiquitous Computing : Verschiedenste Netzwerke überall (insbes( insbes. WLANs) Unmengen vernetzter Geräte (PDAs, Mobiltefone,, Wearables Wearables, Autos, Haushaltsgeräte,...) Endgeräte als Software-Plattformen (Java?) Die alte Vision von verteilen Systemen/verteilten Objekte wird Wirklichkeit Herausforderungen: Mobilitätsmanagement, Spontaneous Networking, Location/Context Context-Awareness,... Herausforderungen für Netzbetreiber Konvergenz IT/munikation Dienste/Services: Welche neuen Dienste sind möglich? Wie funktioniert Seamless Service Access? Sicherheitsaspekte: Was sind geeignete Sicherheitskonzept, wie werden sie consumer-proof? (Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz, Skalierbarkeit,...?) Unsere Aktivitäten: Auseinandersetzung mit den Schlüsseltechnologien (Java, Jini, WAP, SIM AT,...

3 Joachim Posegga: PCA, PDAs als Vertrauensverstärker Man nehme... Spieltrieb, ein Beispielszenario (digitale Signaturen), gesunden Pragmatismus... und schaue, was passiert. Einsatz eines PDAs bei digitalen Signaturen......als Darstellungskomponente,...zur Steuerung der Signierfunktion der Karte Technologie: Jini-basierte Zugriff auf Dienste Start: 12/98, Team: R. Kehr, J. Posegga, H. Vogt + Studenten Praktische Probleme mit digitalen Signaturen PCs sind leicht manipulierbar ( ITSEC E2 hilft hier nur wenig...) Kann ich der Darstellung eines Dokumentes auf dem eigenen oder gar einem fremden PC vertrauen? Woher weiß ich, was meine Karte tatsächlich signiert? Aber: Die Erhöhung der Sicherheitsanforderungen wirkt in der Praxis prohibitiv Wir brauchen einen Vertrauensverstärker

4 Joachim Posegga: PCA, PCA Signaturvorgang Überblick Händler-PC Zu signierendes Dokument Übertragung des Wireless Dokumentes LAN (IP über Infrarot) (Infrarot) Karten- Terminal Prüfung des Dokumentes PDA des Kunden PCA Signaturvorgang Überblick Händler-PC Karten- Terminal PIN-Eingabe und Freischaltung der Smartcard PDA des Kunden

5 Joachim Posegga: PCA, PCA Signaturvorgang Überblick Händler-PC Karten- Terminal Übertragung der Signatur zum PDA Berechne digitale Signatur PDA des Kunden PCA Signaturvorgang Überblick Händler-PC Übertragung des signierten Dokumented zum Händler Karten- Terminal Signiertes Dokument

6 Joachim Posegga: PCA, PCA Signaturvorgang Kryptographische Perspektive h,pin:= E PDA (D Crd (M)); PIN OK? D Crd (h) D h := hash(d); Enter PIN PDA und Smartcard besitzen beide ein asymmetrisches Schlüsselpaar: (E PDA,D PDA ) und (E crd,d Crd ) M = E Crd (D PDA (h, PIN)) PCA Signaturvorgang Vogelperspektive... Der PDA... ist vertauenswürdige ( trusted trusted ) Darstellungskomponente steuert die Smartcard check confirm sign PCA = COTS Komponenten + Software: Standard Infrarot Interface Java-Smartcard mit RSA + PCA Applet Software für PDA und PC

7 Joachim Posegga: PCA, PCA: Einige Fragestellungen am Rande... Wie sieht geeignete Middleware aus? (Mobilität, spontane Vernetzung,...; CORBA, Jini, UPnP,, SLP,...) Bedrohungsanalyse und alternative Krypto-Protokolle Schutz der PDA-Software gegen Manipulation Alternative Architecturen (z.b.: plug-in Kartenleser im PDA) Geeignetes Format zur Darstellung von Dokumenten (Graphics, Unicode, PDA-Doc Doc,, stripped stripped-down PDF, XML,...) Verifikation/Archivierung von Signaturen und Dokumenten rechtliche Aspekte... <eigenes Lieblingsgebiet bitte einfügen>?????? PCA: Spontane Vernetzung/Dienste-Zugriff PDA = nomadic device im unbekannten LAN (IP Netz) Netz-Ebene: Physical Link, hier: Infrarot Transport (IP-level level): Subnetz-Masken, IP-Addressen Addressen, Routing,... Infrastruktur/Middleware Middleware: Wie findet der PC den Signaturdienst des PDA? Wie interagiert der PDA mit der Karte/dem Kartenleser?

8 Joachim Posegga: PCA, Jini: : Vogelperspektive... Jini = Spontaneous Networking ( plug plug-and-participate ) Idee: Konkret: Beispiel: Nomadic Device Kombiniere JVMs zu verteiltem System Bereitstellung einer Schicht über RMI (Protokolle & APIs), um Interfaces verteilter Objekte bekannt zu machen und nutzen zu können? Interfaces Services Unbekanntes LAN Jini Grundlagen... Lookup Service Request? Proxy Discovery Join Lookup Lease Proxy Client Proxy Server Free Lunch : Transactions, Distributed Events Idee beim PCA-Szenario: Händler kann auf den Signatur-Service des PDAs zugreifen, der PDA nutzt den Dienst des Kartenlesers,...

9 Joachim Posegga: PCA, PCA Jini-basiert Jini Lookup Service PDA Proxy Der PDA registriert seinen Signatur-Service und hinterlegt ein Java-Interface (Proxy) dafür. (Der Proxy könnte z.b. auch das Konvertieren von Dokumenten übernehmen...) Discovery PCA Jini-basiert Jini Lookup Service PDA Proxy Suche den Signatur-Service des Kunden X

10 Joachim Posegga: PCA, PCA Jini-basiert Jini Lookup Service CAD? Prüfe Dokument Proxy Frage implementiert Lookup-Service nach die einem Kommunikation Kartenleser mit dem PDA PCA Jini-basiert Jini Lookup Service Card Proxy Kommunikation mit Kartenleser ist hergestellt. Nächste Schritte wie gehabt... Kartenleser als Jini-Dienst

11 Joachim Posegga: PCA, Jini: Erste Eindrücke... Das Tolle an Jini: Das Problem bei Jini Remote Objects/RMI Jini: Remote Objects/RMI Ohne RMI-fähige Komponenten geht nichts... Ohne hohe Netz-Bandbreiten ( ( MBit/s) geht wenig... Wer standardisiert eigentlich die Interfaces? Manko: fehlendes low-level level Protokol für kleine (nicht-rmi) Geräte Eine Baustelle am Rande... TCP/IP über Infrarot: Linux:, Jini GUI: Linux:, Win 98: Win 98: Sommer 1999 Problembereiche von Jini Back to real life... Ressourcenverbrauch JDK, Proxy-Ausführung Network Device Bays Entwicklung / Management von Jini Diensten Skalierbarkeit Effizienz Discovery / Join Protocol Sicherheitsaspekte

12 Joachim Posegga: PCA, Problembereiche von Jini Ressourcen Jini benötigt z.z. Java 2 Platform Standard-JDK 1.2 ca.. 10 MB Jar-File Jini Service unter Solaris ca.. 8 MB, Win32 etwas weniger Wenige Jini-Service-Prozesse reichen zum Lahmlegen eines normalen Rechners Palm Pilot III/V/VII: k-vm, d.h.: kein Java 2, kein RMI Beschränkte Ressourcen (CPU, Speicher) Lösung: Händler-PC als Jini-Proxy ( poor man s device bay ) Problembereiche von Jini Small Jini Devices These: Es wird immer Devices geben, die keine volle Java 2 VM implementieren (allg( allg. Miniaturisierungstrend, Wearables, etc.) Problem: Registrierung beim LUS erfordert Proxy-Download und RMI Unkalkulierbarer Ressourcenverbrauch durch Proxy und dessen Implementierung

13 Joachim Posegga: PCA, Lookup Service Registration Proxy Implementation Download Jini Lookup Service Lookup Service Proxy Implementierung eine Bombe? Service Proxy Upload benötigt RMI Lease Management via RMI Lookup Discovery Proxy Upload LUS Proxy Jini-enabled Service Entwicklung / Management Entwicklung von Diensten erfordert immer die Realisierung eines Proxy-Objektes Setup der entsprechenden Web-Codebase-Server für die Proxy- Implementierung wichtig Minimaldienste wie Temperaturstandsanzeiger Temperaturstandsanzeiger benötigen immensen Overhead

14 Joachim Posegga: PCA, Network Device Bays Jini Lookup Service Network Device Bay Registration? Class Codebase? Device Bay Discovery Proxy Upload Accept Client Jini: : Resümee Das Konzept von Jini ist sehr attraktiv (in einer Java-Welt...), aber noch nicht sehr ausgereift Vorsicht: Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben... Jini für small devices... eher Wunsch als Wirklichkeit? Jini erfordert einigen Overhead (Proxy( Proxy,, Web-Server f. Code Base,...), für simple Dienste (z.b.: Thermometer) kaum sinnvoll. Skalierbarkeit... [mir] noch unklar. Jini-Sicherheit... Was genau ist das? Wie wird das Java-Sicherheitskonzept consumer consumer-proof?

15 Joachim Posegga: PCA, Der Reifeprozess neuer Technologien... Visibility EJB 1Q99 4Q99 Jini JavaCard Client-side Java Servlets Java Language Technology Trigger Peak of Inflated Expectations Trough of Disillusionment Slope of Enlightment Plateau of Productivity Time