Übung zur Vorlesung. Sicherheit Übungsblatt 6 Alexander Koch

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1 Übung zur Vorlesung Sicherheit Übungsblatt 6 Alexander Koch alexander.koch@kit.edu Room: SICHERHEIT Bitte gleich einloggen! 1 / 26

2 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 1 Prolog Da [Doktor Meta] neuerdings seine Handlanger extern von der Agentur Bösewicht Consulting Group bezieht, möchte er deren Arbeit konkreter überwachen. Dazu möchte er das Chinese- Wall-Modell in seinem Computernetzwerk umsetzen. Greift ein Handlanger bei der Arbeit in einer von Doktor Metas Scheinfirmen auf ein Dokument einer gesperrten Scheinfirma zu, wird er in das neu erworbene Haifischbecken versetzt. Gegeben seien die Scheinfirmen C = {c 1, c 2, c 3 } mit c 1 = Tracebook, c 2 = Los Pollos HerMetas und c 3 = MetaMarkt, die Berater S = {s 1, s 2, s 3 } mit s 1 = Dr. Neurocide, s 2 = Montezuma, s 3 = Red Ivan, und die Objekte O = {o 1, o 2, o 3 } mit o 1 = Inventarliste, o 2 = Liste der geschmierten Politiker, o 3 = Lageplan Untergrundlabore. 2 / 26

3 Socrative: Bell-LaPadula & Chinese-Wall Modell Room: SICHERHEIT Frage 1: Red Ivan hat im zweiten Schritt Zugriff auf die Inventarliste von Tracebook. A) Wahr B) Falsch 3 / 26

4 Socrative: Bell-LaPadula & Chinese-Wall Modell Frage 2: Die Simple-Security-Eigenschaft des Chinese-Wall- Modells besagt, dass... A) Für alle Objekte o, auf die s schon Zugriff hatte, gilt, dass y(o) = y(o ) oder y(o ) x(o). B) Sicherheit in diesem Model einfach (engl. simple) zu erreichen ist. C) Für Anfragen (s, o) gilt: Für alle Objekte o, auf die s schon Zugriff hatte, gilt, dass y(o) = y(o ) oder (y(o) x(o )). D) Subjekte s alle Firmen besuchen können, mit denen sie keinen Konflikt begonnen haben. 4 / 26

5 Socrative: Bell-LaPadula & Chinese-Wall Modell Frage 3: Wir nennen einen Zustand im Bell LaPadula-Modell sicher, wenn die ss- und die ds-eigenschaft erfüllt ist. A) Wahr B) Falsch 5 / 26

6 Socrative: Bell-LaPadula & Chinese-Wall Modell Frage 4: Die Star-Eigenschaft ( -property) des Bell LaPadula- Modells A) verhindert, dass jemand ein Dokument lesen kann, auf dass er nicht zugreifen darf. B) stellt die Sicherheit in Netzwerken mit Stern-Topologie her. C) verhindert einen direkten Informationsfluss nach außen. D) wurde eingeführt, um zu verhindern, dass private Bilder von sogenannten Stars nach außen gelangen. 6 / 26

7 Socrative: Bell-LaPadula & Chinese-Wall Modell Frage 5: Im Gegensatz zum Bell-LaPadula-Modell benutzt das Chinese-Wall-Modell Sicherheitslevel. A) Wahr B) Falsch 7 / 26

8 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 1 C = {c 1, c 2, c 3 }, O = {o 1, o 2, o 3 }, wobei y(o i ) = c i und x(o 1 ) = x(o 2 ) = {c 1, c 3 } x(o 3 ) = {c 1 } Abfolge von Zugriffen: Anfrage ss Bemerkung (s 3, o 3 ) (read) (s 3, o 1 ) (read) X s 3 liest schon o 3 und y(o 1 ) x(o 3 ) (s 3, o 2 ) (write) X s 3 liest schon o 3 und x(o 3 ) (s 2, o 1 ) (read) (s 1, o 2 ) (write) (s 1, o 1 ) (read) X s 1 hat schon Zugriff auf o 2 und y(o 1 ) x(o 2 ) (s 2, o 2 ) (write) (s 2 liest schon o 1, aber x(o 1 ) = ) (s 3, o 3 ) (write) (s 2, o 3 ) (read) X s 2 hat schon Zugriff auf o 2 und y(o 3 ) x(o 2 ) (s 1, o 1 ) (write) X s 1 hat schon Zugriff auf o 2 und y(o 1 ) x(o 2 ) Zugegriffene Objekte: s 1 : o 2 s 2 : o 1, o 2 s 3 : o 3 Verbotene Firmen: s 1 : c 1, c 3 s 2 : c 1, c 3 s 3 : c 1 8 / 26

9 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 2 Gegeben sei das folgende System im Bell LaPadula-Modell: Subjektmenge S = {Alice, Bob, Carol} Objektmenge O = {D 1, D 2, D 3, D 4 } Menge der Zugriffsoperationen A = {read, write, append, execute} Zugriffskontrollmatrix M gegeben durch D 1 D 2 D 3 D 4 Alice r,w,a r r,w,a r,x Bob r,w,a r,w,a r,w,a r,x Carol r r r,w,a r,w,a,x 9 / 26

10 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 2 Zuordnung der Sicherheitsstufen F = (f s, f c, f o ) gegeben durch f s Alice Verwaltung Verwaltung Bob Forschung Lehre Carol Praesidium Forschung f c D 1 D 2 D 3 D 4 f o Verwaltung Lehre Forschung Praesidium Praesidium Verwaltung Forschung Lehre Lehre Verwaltung Praesidium; Lehre Forschung Praesidium 10 / 26

11 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 2 D 1 D 2 D 3 D 4 A r,w,a r r,w,a r,x B r,w,a r,w,a r,w,a r,x C r r r,w,a r,w,a,x f s f c A Verw. Verw. B For. LehreFor. C Prae. For. Lehre Verw. Prae. und Lehre For. Prae. D 1 D 2 D 3 D 4 f o Verw. Lehre For. Prae. Abfolge von Zugriffen (in Reihenfolge): Anfrage ds ss Bemerkung (Alice, D 1, a) (Bob, D 2, w) (Bob, D 3, r) f c(bob) := f o(d 3 ) = Forschung (Carol, D 3, r) (Carol, D 2, w) X X w / M Carol,D2, (f c(carol) f o(d 2 )) (Alice, D 2, r) (Bob, D 4, r) X (f s(bob) f o(d 4 )) (Bob, D 2, a) X (f c(bob) f o(d 2 )) 11 / 26

12 Hinweis zu Bell-LaPadula Klausuraufgaben vor Sommersemester 2013 zu Bell-LaPadula nicht prüfungsrelevant, da Modell dort anders definiert. 12 / 26

13 Socrative: Sicherheitslücken Room: SICHERHEIT Frage 1: Nennen Sie einige häufige Sicherheitslücken 13 / 26

14 Socrative: Sicherheitslücken Frage 2: Bei SQL-Injections macht man es sich zu Nutze, dass viele Programmiersprachen einen statisch vorbestimmten Speicherplatz für Variablen reservieren, man aber durch Programmierfehler außerhalb dieser Grenzen Zugriff erhalten kann. A) Wahr B) Falsch 14 / 26

15 Socrative: Sicherheitslücken Frage 3: Eine Gegenmaßname für Buffer Overflows ist Address Space Layout Randomization (ASLR) A) Wahr B) Falsch 15 / 26

16 Socrative: Sicherheitslücken Frage 4: Ein Denial of Service-Angriff versucht A)... die Verfügbarkeit eines Systems einzuschränken, beispielsweise indem das System durch sehr viele Anfragen überlastet wird. B)... Kunden dazu zu überreden (beispielsweise durch Websiteumleitungen), einen anderen Dienstleister (z.b. beim Online-Shopping) zu verwenden. C)... Server zu zerstören, sodass niemand mehr auf sie zugreifen kann. 16 / 26

17 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 3a #include <stdio.h> void greet() { char name[128]; printf("what s your name?\n"); printf("p.s.: Your name is being stored at the address %p\n", name); scanf("%s", name); printf("hello, %s!\n", name); } int main() { greet(); } 17 / 26

18 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 3a g = s A 128 s B 4 a. s AAAA AAAA BBBB a Shellcode Rest von name BP Adresse 18 / 26

19 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 3b (Demo) 19 / 26

20 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4 Public-Key-Identifikationsprotokoll (Gen, P, V): Gen(1 k ): ziehe ungerades primes l N, sodass p := 2l + 1 prim. Sei g Z p Element der Ordnung q := ord(g). Ziehe s Z q, setze h := g s mod p. pk := (Z p, g, h), sk := (Z p, g, s). P(sk) V(pk) r Z q X := g r mod p X b b {0, 1} y := r + b s mod q y g y Xh b (mod p)? P beweist V, dass er diskr. Logarithmus s von g s mod p kennt. 20 / 26

21 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4a Aufgabe 4a: Zeigen Sie die Korrektheit von (Gen, P, V). P(sk) V(pk) r Z q X := g r mod p X b b {0, 1} y := r + b s mod q y g y Xh b (mod p)? Korrektheit: g y g r+b s g r (g s ) b Xh b (mod p). 21 / 26

22 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4b Aufgabe 4b: Wie könnte jemand, der sk nicht kennt ehrlichen V trotzdem überzeugen? Wie wahrscheinlich ist das? B(pk) r Z q b {0, 1} X := g r h b mod p b = b? y := r sonst: Abbruch X b y V(pk) b {0, 1} g y Xh b (mod p)! Da g r mod p ein zufälliges Element in Z p ist, ist auch g r h b mod p ein zufälliges Element in Z p. X sieht zufällig für V aus, V kann das abweichende Verhalten nicht erkennen. V wählt also b zufällig und insbes. unabhängig von b. Mit Wahrscheinlichkeit 1 / 2 haben wir b = b gezogen und überzeugen V. 22 / 26

23 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4c Aufgabe 4c: Geben Sie einen Simulator S i. d. Rolle von P an. Definition (Zero-Knowledge) Ein PK-Identifikationsprotokoll (Gen, P, V) ist Zero-Knowledge, falls für jeden PPT-Algorithmus A ein PPT-Algorithmus S (der Simulator) existiert, so dass die folgenden Verteilungen ununterscheidbar sind (wobei (pk, sk) Gen(1 k )): ( pk, P(sk), A(1 k, pk) ) und ( pk, S(1 k, pk) ). 23 / 26

24 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4c Aufgabe 4c: Geben Sie einen Simulator S i. d. Rolle von P an. S: S(pk) r Z q A(pk) b {0, 1} X := g r h b mod p b = b? y := r sonst: Spule A zurück X b y Wählt b {0, 1} g y Xh b (mod p)! S gibt Transskript (X, b, y) aus. Wie in 4b): X sieht zufällig aus. Damit wählt A Challenge b unabhängig von b. Jeder Durchlauf hat Erfolgswahrscheinlichkeit 1 / 2. Nach k-maligem Zurückspulen terminiert S mit Wahrscheinlichkeit 1 2 (k+1). S hat also im Erwartungswert polynomielle Laufzeit. 24 / 26

25 Sicherheit Übungsblatt 6 Aufgabe 4c Wir zeigen: Die Ausgabeverteilungen ( pk, P(sk), A(1 k, pk) ) und ( pk, S(1 k, pk) ) sind ununterscheidbar. Schon gesehen: X ist, gegeben pk, für b = 0 und b = 1 zufällig verteilt. Sei b die Challenge von A, konditioniert auf b = b. Es ist Pr[b = b] = 1 / 2. In diesem Fall ist für einen ehrlichen Beweiser P sowie für einen Simulator S für b = 0 und für b = 1 der Wert y ein zufälliger Wert aus Z q. 25 / 26

26 Erinnerung: Fragestunde nächsten Donnerstag Mit Prof. Müller-Quade, Björn Kaidel und mir Schickt uns am besten vorher Fragen per 26 / 26