Einführung und Beispiel-Szenario

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1 Kapitel 1 Einführung und Beispiel-Szenario Die Sicherheit von Servern und Netzen wird nicht erst seit der stark zunehmenden Zahl von sicherheitsrelevanten Vorfällen immer wichtiger. Für Server- und Netzwerk-Administratoren reicht es heute nicht mehr aus, ihre Systeme und Dienste nur optimal, im Sinne der Funktionalität, zu konfigurieren. Die Sicherheit der Systeme und der Schutz vor internen und externen Gefahren und Angriffen wird immer wichtiger. Unternehmen nutzen häufig, anstelle dedizierter Verbindungen ( leased lines ), das Internet als kostengünstigere Alternative, um ihre Unternehmensstandorte zu verbinden oder Zulieferern und Partnern Zugang zu eigenen Servern oder ins eigene Intranet zu gewähren. Bei der Vielzahl der Dienste, Technologien und Geräte, sowie der Komplexität der Netzinfrastrukturen, wird die Aufgabe eines IT- Sicherheitsverantwortlichen alles andere als einfacher und leichter. Das vorliegende Buch soll (Netzwerk-)Administratoren und IT-(Sicherheits-)Verantwortlichen systematisch alle wichtigen Themen und Fragen der Netzwerk- und Server-Sicherheit nahe bringen. Wir wollen Ihnen einen umfassenden Überblick und Einblick in die technischen Möglichkeiten geben, damit Sie verantwortungsbewusst für die Sicherheit von Daten und Systemen in Ihrem Netz sorgen können. Dabei werden wir die theoretischen Grundlagen als Basis für die präsentierten Sicherheitsmechanismen behandeln und anschließend die praktische Umsetzung der vorgestellten Sicherheitskonzepte zeigen. Erst die Realisierung, also das wirkliche doing, liefert den Mehrwert, der zum tiefen Verständnis von Sicherheitstechniken und -konzepten erforderlich ist. Aus diesem Grund werden wir eine Beispiel-Firma, die Corrosivo GmbH, vorstellen und sie durch das gesamte Buch hindurch bei der sicherheitstechnischen Neustrukturierung ihrer IT-Landschaft begleiten. Die Firma Corrosivo, mit ihren beiden Standorten, wird uns als Spielwiese für die Praxis der Sicherheitskonzepte dienen. Diese technische Realisierung, die eingesetzte Software sowie die Beispiele zur Konfiguration werden in den meisten Fällen auf

2 2 1 Einführung und Beispiel-Szenario Linux-Systemen umgesetzt. Wir werden uns aber auch Ausblicke zu anderen Unix- Varianten erlauben. Dieses Buch soll als Hilfestellung sowohl für kleine als auch für sehr große Infrastrukturen (z.b. die von Providern) dienen. Aus diesem Grund werden wir insbesondere in den Praxis-Teilen auch verstärkt auf die sicherheitstechnische Konfiguration von Cisco-Geräten (Routern und Switches) eingehen. Nachdem wir Corrosivo und ihre Sicherheitsanforderungen vorgestellt haben, werden wir fast alle Kapitel mit praktischen Übungen abschließen. Diese Übungen besitzen nicht, wie beispielsweise Mathematikaufgaben, die eine richtige Lösung, sondern sind dazu gedacht, dass Sie sich mit der vorgestellten Thematik kritisch auseinander setzen und die vorgestellten Konzepte, vor dem Hintergrund der Corrosivo GmbH, umsetzen können. Trotzdem werden wir Ihnen in Kapitel 12 Lösungsvorschläge für die Übungen präsentieren, die aus unserer Sicht eine angemessene Umsetzung der Sicherheitsanforderungen darstellen. Obwohl die Corrosivo GmbH eine relativ komplexe IT-Landschaft besitzt, können Sie alle Übungen mit zwei bis maximal vier Rechnern (bei einigen wenigen Übungen) umsetzen. 1.1 Aufbau des Buches Am Ende dieses Kapitels werden wir die Corrosivo GmbH und ihre Ziele bei der Neustrukturierung der IT vorstellen. Kapitel 2 beschäftigt sich mit der Bedrohungs- und Risikoanalyse, d.h. einem Vorgehensmodell, wie man von einer (potenziell) unsicheren Infrastruktur zu einem sicheren System kommt. Außerdem werden wir dort auch das angemessene Verhalten bei einem (vermeintlichen) Angriff vorstellen. In Kapitel 3 werden wir die Grundlagen von TCP/IP zusammenfassen, die für das weitere Verständnis dieses Buches erforderlich sind. Nachdem wir uns bereits in Kapitel 2 mit der Klassifikation von Angreifern und Angriffen beschäftigt haben, werden wir uns in Kapitel 4 mit deren Methoden und Werkzeugen beschäftigen, d.h. einige Hacker-Werkzeuge, aber auch Software zum Test der Sicherheit eigener Systeme vorstellen. In dieses Umfeld sind auch die Werkzeuge zur Netzwerkanalyse einzuordnen, auf die wir am Ende von Kapitel 4 eingehen werden. Viele Sicherheitsmechanismen, die wir erläutern werden, verwenden Verschlüsselungsverfahren im weitesten Sinn. Aus diesem Grund werden wir die Grundlagen der Kryptologie und die damit umsetzbaren Sicherheitsanforderungen in Kapitel 5 vorstellen. Kapitel 6 beschäftigt sich mit einigen grundlegenden und häufig verwendeten Netzdiensten und deren sicherheitstechnischer Bewertung. Wir werden hier die Funktionsweise und die Sicherheitsprobleme des Domain Name System (DNS), von Telnet, FTP, Mail und dem WWW kennen lernen. Außerdem werden wir die Secure Shell (SSH) als probates Mittel für die sichere Nutzung vieler Dienste vorstellen.

3 1.2 Beispiel-Szenario 3 Die Kapitel 7 bis 9 beschäftigen sich mit Firewall-Techniken. Zuerst werden in Kapitel 7 die verschiedenen Firewall-Architekturen vorgestellt, um dann in Kapitel 8 auf Paketfilter-Firewalls, Anti-Spoofing sowie Adressumsetzung mit statischem und dynamischem Network Address Translation (NAT) einzugehen. Kapitel 9 stellt Proxy- Firewalls, Application Level Proxies und Content-Filtering-Systeme vor. Mit dem Aufbau virtueller privater Netze und dem Tunneling beschäftigt sich Kapitel 10. Hier werden SSH-Tunnel und die Sicherheitserweiterungen von IP, IPSec, besprochen. Einbrüche und Einbruchsversuche in Rechensysteme und Netze zu erkennen, ist Aufgabe von Intrusion-Detection-Systemen (IDS), die wir in Kapitel 11 genauer untersuchen. Neben IDS im engeren Sinne stellen wir auch Systeme zum Schutz der Integrität vor, die (ggf. unerlaubte) Veränderungen auf einem Rechner erkennen können. Kapitel 12 fasst unsere Lösungsvorschläge zu den Übungen der vorhergehenden Kapitel zusammen. Im Anhang geben wir einige Tipps zur Konfiguration und zur Fehlersuche. 1.2 Beispiel-Szenario Um in jedem Kapitel einen realistischen Praxisbezug herzustellen, werden wir, wie bereits erwähnt, parallel zur Theorie das Netzwerk und die Kommunikationsserver- Landschaft eines fiktiven Unternehmens, der Corrosivo GmbH, neu strukturieren. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der technischen Konfiguration, wir werden aber auch konzeptionelle und organisatorische Aspekte berücksichtigen. Die präsentierten Konfigurationen sollten nicht als Idealvorlage verstanden werden. Vielmehr stellen sie in unseren Augen einen guten Kompromiss zwischen Sicherheit, Zeitaufwand und Kosten für eine Umgebung dieser Größenordnung dar. Für viele reale Unternehmensnetze kann der Schwerpunkt natürlich auch verschoben sein (mehr Sicherheit, weniger Kosten, schnellere Implementierung usw.) Die Corrosivo GmbH Die Corrosivo GmbH ist ein innovatives Unternehmen aus der Chemie-Branche. Das Unternehmen besteht aus der Firmenzentrale in München mit ca. 300 Mitarbeitern und einem ausgelagerten Produktionsstandort mit ca. 90 Mitarbeitern in Verona (I). Die historisch gewachsene Netzwerk- und Server-Landschaft soll im Rahmen eines umfangreichen Redesigns sicherer und effizienter gemacht werden. Bisher gibt es im Unternehmen kein Standort-übergreifendes, standardisiertes IT-Konzept. Über den Stellenwert der vorhandenen Daten und Informationen wurden noch keine genauen Überlegungen angestellt. Dieser Sachverhalt spiegelt sich in der vorhandenen Rechner- und Netzwerkstruktur wider. Im Management wächst das Bewusstsein, dass die Verfügbarkeit und die Vertraulichkeit von Informationen und Know-how ein entscheidendes Fundament für den

4 4 1 Einführung und Beispiel-Szenario Unternehmenserfolg darstellen. Daher sollen verstärkt Anstrengungen unternommen werden, die IT-Infrastruktur den gestiegenen Sicherheits-, Verfügbarkeits- und Leistungsanforderungen anzupassen und dabei durch eine Zentralisierung der IT- Aufgaben die Kostenstruktur für die EDV zu optimieren Organisatorischer und technischer Ist-Zustand Für die Netzwerkkomponenten und die Server in München ist ein Team von derzeit fünf Mitarbeitern zuständig. In den Fachabteilungen gibt es keine explizit ernannten IT-Verantwortlichen. Von einigen technisch versierten Mitarbeitern werden dort jedoch abteilungsinterne Server, z.b. Druck- oder Dateiserver, betrieben. Intranet Außenstelle / DSL router Internet router Intranet Firmenzentrale Abbildung 1.1: Netz der Corrosivo GmbH vor der Neustrukturierung Das interne Netz der Zentrale wird mit privaten IP-Adressen aus dem Bereich /8 betrieben. Diese privaten Adressen können nur innerhalb des Corrosivo-Netzes verwendet werden. Im Internet sind sie nicht gültig (wir werden uns in Abschnitt 3.5 näher mit der Adressierung und der vorgestellten Notation beschäftigen). Eine WAN-Leitung mit einem Datendurchsatz von 512 kbit/s verbindet das LAN (Local Area Network) des Standortes über einen Router direkt mit dem Internet-Zugang bei einem örtlichen Provider (siehe Abbildung 1.1). Der Internet-Router ist so konfiguriert, dass ausgehende Verbindungen hinter der vom Provider zugewiesenen offiziellen IP-Adresse über eine Adressumsetzung verborgen werden. Dies wird durch so genannte Network Address Translation

5 1.2 Beispiel-Szenario 5 (NAT) realisiert (NAT werden Sie in Abschnitt 8.5 kennen lernen). Generell sind alle ausgehenden Verbindungen erlaubt. Für eingehende Verbindungen steht ein Pool von 14 offiziellen IP-Adressen zur Verfügung. Auf Anfrage aus den Abteilungen wird die gewünschte interne IP-Adresse auf eine noch freie Adresse aus diesem Pool über statisches NAT umgesetzt und die benötigten Ports freigeschaltet. Bis auf die statische Filterung dieser eingehenden Verbindungen sind keine weiteren Kontrollund Sicherheitsmechanismen zum Schutz des internen Netzes vorhanden. Innerhalb eines Standortes wird nur Ethernet-Technologie (vgl. Abschnitt 3.2) verwendet. Allerdings ist zurzeit noch eine bunte Mischung aus Netzwerkgeräten und -komponenten in Betrieb, die teilweise von den Abteilungen selbst ans Netz angeschlossen wurden. Von Mitarbeitern ist es wiederholt zu Beschwerden über die schlechte Internet- Performance gekommen. Es steht daher zu befürchten, dass sich der eine oder andere Bastler mit seinem Rechner über lokale Modems oder ISDN-Karten bei Call-by- Call-Providern ins Internet einwählt. Die IT in der italienischen Niederlassung wird von einigen lokalen Mitarbeitern betreut. Der Internet-Zugang erfolgt über eine DSL-Verbindung (DSL, Digital Subscriber Line) zu einem lokalen Provider. Wie in der Zentrale, werden auch hier private IP-Adressen in Verbindung mit dynamischem NAT am DSL-Router verwendet. Sicherheitstechnisch sind die Verhältnisse mit denen der Firmenzentrale vergleichbar. Die elektronische Kommunikation zwischen den Standorten erfolgt hauptsächlich über . Jeder Standort verwendet dafür eine eigene Internet-DNS-Domäne (corrosivo.de bzw. corrosivo.it). Die Zentrale betreibt einen eigenen Mailserver, in Verona greifen die Mitarbeiter über POP3 (Post Office Protocol, Version 3) auf ihre Postfächer beim externen Provider zu. Für den Web-Auftritt wurde bei einer Hosting-Firma ein dedizierter Server gemietet, der von der IT-Abteilung in der Zentrale betreut wird. Für die Mitarbeiter gibt es bisher keine Möglichkeit, sich von zuhause mit dem Firmennetz zu verbinden. In beiden Niederlassungen gibt es eigene Rechnerräume mit einem Zutritts- Kontroll-System. Trotzdem stehen mehrere Server und Netzwerkkomponenten in Büroräumen Ziele der Neustrukturierung Der Fokus der anstehenden Umstrukturierungen liegt im Netzwerk- und Server- Bereich. Die Client-Rechner und auch kleinere abteilungsbezogene Serverdienste werden hier nicht näher in die Betrachtungen einbezogen. Die Administration dieser Rechner verbleibt weiter bei den aktuell zuständigen Mitarbeitern und soll erst in einem Folgeprojekt angegangen werden. Die Zielvorgaben der geplanten Umstrukturierung sind folgendermaßen festgelegt: Schutz der unternehmenseigenen Informationen vor Fremdzugriff Die internen Daten sollen vor allem vor Angreifern, die von außerhalb des Unternehmens kommen, geschützt werden. Auch im Unternehmen selbst soll darauf

6 6 1 Einführung und Beispiel-Szenario geachtet werden, dass die Mitarbeiter nur Zugriff auf Daten erhalten, die sie zur Erfüllung ihrer Aufgaben benötigen. Erhöhung der Datenverfügbarkeit sowie Schutz vor Datenverlusten Die Reaktionszeiten der gesamten Netzwerk-Infrastruktur, sowohl der internen Server als auch der Zugriff auf Partner- und Internet-Server, müssen wesentlich verbessert werden. Es muss sichergestellt werden, dass unternehmenskritische Daten verfügbar sind und vor Veränderung oder Zerstörung geschützt werden. Zentralisierung der IT-Kompetenzen Um den Wildwuchs im Netzwerk zu beseitigen und klare Zuständigkeiten zu schaffen, sollen alle Netzwerk- und Serversysteme beider Standorte von der IT- Abteilung in der Zentrale betreut werden. Dadurch verspricht sich das Management auch Synergieeffekte durch die Konzentration des IT-Know-hows. Die Zentralisierung führt zur Entlastung bestimmter Mitarbeiter von ihrer bisherigen Verantwortung für die Rechner- und Netzwerksysteme. Kostentransparenz und -kontrolle Neben den undurchsichtigen Zuständigkeiten bereitet auch die Vielzahl der bestehenden Verträge mit externen Dienstleistern und Herstellern Probleme bei der Kontrolle der Kosten und der in Anspruch genommenen Leistungen (unterschiedliche Internet-Provider für die beiden Niederlassungen, externer Webserver und Postfächer, unterschiedliche Produkte für dieselben Aufgaben usw.). Die Fokussierung der IT-Kompetenzen sowie die Bereinigung der bestehenden Verträge sollen auch die Kosten für die Unternehmens-IT senken. Die Vergabe bestimmter Aufgaben an externe Dienstleister ist dabei auch ein denkbarer Weg. Als erster Schritt auf dem Weg zum neuen IT-Konzept soll eine Bestands-, Bedrohungs- und Risikoanalyse durchgeführt werden, mit der wir uns im nächsten Kapitel beschäftigen.

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