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1 Sicherheitsaspekte von Web Services Hauptseminar Rechnernetze Stefan Hennig 21. Januar 2005

2 Gliederung Einführung Überblick Sicherheit auf Netzwerk- und Transportebene XML-Sicherheit Höhere Standards Web Services Security SOAP-Firewalls Zusammenfassung und Ausblick <slide>2</slide>

3 Einführung (1) Was sind Web Services? XML SOAP HTTP, FTP, SMTP,... Weitere Begriffe Intermediäre Quelle: W3C <slide>3</slide>

4 Einführung (2) Sicherheitsanforderungen Vertraulichkeit (confidentially) Schutz der Daten vor dem (lesenden) Zugriff Dritter Berechtigung (authorization) Nutzung des Dienstes ausschließlich durch befugte Nutzer Integrität (data integrity) Modifikationsfreies Übertragen der Nachricht Glaubwürdigkeit des Ursprungs (message origin authentication) Sicherstellen der Identität des Kommunikationspartners Verbindlichkeit (non-repudiation) Der Absender kann die Autorenschaft nicht leugnen Verfügbarkeit (availability) <slide>4</slide>

5 Überblick (1) Punkt-zu-Punkt-Sicherheit Quelle: IBM und Microsoft Ende-zu-Ende-Sicherheit Quelle: IBM und Microsoft <slide>5</slide>

6 Überblick (2) Quelle: Marc Chanliau <slide>6</slide>

7 Sicherheit auf Ebene 3 und 4 IPsec - Sicherheit auf Netzwerkebene Authentication Security Protocol Datenintegrität und Authentifizierung Encapsulation Security Payload Protocol Datenintegrität, Authentifizierung und Vertraulichkeit SSL/TLS - Sicherheit auf Transportebene Vertraulichkeit, Datenintegrität und Authentifizierung Symmetrische und asymmetrische Verfahren SSL-Handshake Grenzen der Netzwerk- und Transportsicherheit <slide>7</slide>

8 XML-Sicherheit (1) These: Alle genannten Sicherheitsanforderungen, ausgenommen die Verfügbarkeit, werden durch die beiden Standards erfüllt. XML Encryption XML Digital Signature <slide>8</slide>

9 XML-Sicherheit (2) XML Encryption Verschlüsselung und Darstellung verschlüsselter Nachrichten in XML-Dokumenten Spezifikation für das konkrete Vorgehen Verweis auf etablierte Verfahren der Kryptographie Sowohl symmetrische, als auch asymmetrische Verfahren Feingranulare Verschlüsselung ist möglich Empfänger erkennt, welche Teile des Dokuments mit welchem Verfahren verschlüsselt sind <slide>9</slide>

10 XML-Sicherheit (3) XML Encryption - ein Beispiel <purchaseorder> <Order> <Item>book</Item> <Id> </Id> <Quantity>12</Quantity> </Order> <Payment> <CardId>96874</CardId> <CardName>visa</CardName> <ValidDate> </ValidDate> </Payment> </purchaseorder> <PurchaseOrder> <Order> <Item>book</Item> <Id> </Id> <Quantity>12</Quantity> </Order> <EncryptedData Type= 2001/04/xmlenc#Element xmlns= 2001/04/xmlenc# > <CipherData> <CipherValue> A23B45C </CipherValue> </CipherData> </EncryptedData> </PurchaseOrder> <slide>10</slide>

11 XML-Sicherheit (4) XML Digital Signature XML-basierte Syntax für den Umgang mit Signaturen Verweis auf etablierte Verfahren der Kryptographie Granularität frei wählbar Kanonisierung Signaturarten Enveloping Enveloped Detatched Vorgehen Normalform erzeugen Hashwert des Dokuments erzeugen Den Hashwert mit dem privaten Schlüssel verschlüsseln <slide>11</slide>

12 XML-Sicherheit (5) XML Digital Signature - ein Beispiel <Signature Id="MeineErsteSignatur" xmlns="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"> <SignedInfo> <CanonicalizationMethod Algorithm="http://www.w3.org/T "/> <SignatureMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#dsa-sha1"/> <Reference URI="http://www.w3.org/TR/2000/REC-xhtml /"> <Transforms> <Transform Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n "/> </Transforms> <DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/> <DigestValue>j6lwx3rvEPO0vKtMup4NbeVu8nk=</DigestValue> </Reference> </SignedInfo> <SignatureValue>MC0CFFrVLtRlk=...</SignatureValue> <KeyInfo> <KeyValue> <DSAKeyValue> <p>...</p><q>...</q><g>...</g><y>...</y> </DSAKeyValue> </KeyValue> </KeyInfo> </Signature> <slide>12</slide>

13 Höhere Standards Security Assertion Markup Language (SAML) Rahmenwerk um Sicherheitsinformation zwischen Web Services auszutauschen XML-basiert extensible Access Control Markup Language (XACML) Sprachdefinition zum Festlegen von Zugriffsrechten XML-basiert Feine Granularität <slide>13</slide>

14 Weitere Standards XML Key Management Specification (XKMS) Vereinfacht den Schlüsselaustausch zwischen Web Services Web Services basierte Schnittstelle zu existierenden Public- Key-Infrastrukturen extensible Rights Markup Language (XrML) Beschreibung und Behandlung digitaler Rechte XML-basiert Ursprung im Digital Rights Management <slide>14</slide>

15 Web Services Security (WSS) Spezifikation, die die Integration von Sicherheitsmechanismen in SOAP beschreibt WSS erweitert SOAP um Funktionen wie Verschlüsselung und digitale Signaturen WSS erweitert SOAP um SAML, XACML und XrML Beispiel: <s:header>... <wsse:security> <wsse:usernametoken wsu:id="mycert"> <wsse:username>diana</wsse:username> <wsse:password>my5ecret</wsse:password> </wsse:usernametoken> </wsse:security>... </s:header> <slide>15</slide>

16 SOAP-Firewalls Was ist eine SOAP-Firewall Application-Level-Gateway auf Anwendungsebene Prüft lediglich den SOAP-Verkehr Ähnlich Proxy-Server Arten Eigenständiger Knoten im Netzwerk Softwarelösung auf dem Webserver Besonderheiten Zentrale Kontrolle in einer Web Services Umgebung Verifizierung der Gültigkeit einer SOAP-Nachricht schon vor dem Web Service Erweiterung der Sicherheitspolitik, kein Ersatz herkömmlicher Firewall-Lösungen <slide>16</slide>

17 Zusammenfassung Grundsätzlich: Web Services basieren auf offene Protokolle der Internetwelt Die Technologie Web Services ist unsicher Aber: Es existiert eine Reihe von Sicherheitsansätzen Netzwerkebene (IPsec) Transportebene (SSL/TLS) Anwendungsebene (XML Dsig, XML Enc, WS Security, etc.) Undurchsichtige Vielfalt an Standards Fazit: Mit der richtigen Sicherheitspolitik können Web Services-basierte Transaktionsvorgänge hinreichend sicher gestaltet werden Alle in der IT definierten Sicherheitsanforderungen werden abgedeckt <slide>17</slide>

18 Ausblick Bestehende, verteilte Systeme auf CORBA o.ä. werden durch Web Services im seltensten Fall abgelöst Beim Entwurf eines verteilten Systems wird die Technologie Web Services ein wichtiges Entscheidungskriterium werden <slide>18</slide>

19 Haben Sie Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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