IT-Sicherheit: Konzepte - Verfahren - Protokolle

IX Inhaltsverzeichnis 1 Einfuhrung ¨ 1 1.1 Grundlegende Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Schutzziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Schwachstellen, Bedrohungen, Angriffe . . . . . . . . . . . . 12 1.4 Sicherheitsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.5 Sicherheitsinfrastruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2 Spezielle Bedrohungen 25 2.1 Einf¨ hrung . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2 Buffer-Overflows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2.1 Einf¨ hrung . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2.2 Angriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.2.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.3 Computerviren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.2 Viren-Typen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.3.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4 W¨ rmer . . . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.5 Trojanisches Pferd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.5.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.5.2 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.6 Mobiler Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.6.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.6.2 Sicherheitsbedrohungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.6.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3 Internet-(Un)Sicherheit 57 3.1 Einf¨ hrung . . . . . . . . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . 57 3.2 Internet-Protokollfamilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.2.1 ISO/OSI-Referenzmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.2.2 Das TCP/IP-Referenzmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.2.3 Das Internet-Protokoll IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.2.4 Das Transport-Kontrollprotokoll TCP . . . . . . . . . . . . . 67 X INHALTSVERZEICHNIS 3.2.5 Das User Datagram Protocol UDP . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.3 Sicherheitsprobleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.3.1 Sicherheitsprobleme von IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.3.2 Sicherheitsprobleme von ICMP . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.3.3 Sicherheitsprobleme von ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.3.4 Sicherheitsprobleme von UDP und TCP . . . . . . . . . . . . 78 3.4 Sicherheitsprobleme von Netzdiensten . . . . . . . . . . . . . 82 3.4.1 Domain Name Service (DNS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.4.2 Network File System (NFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.4.3 Network Information System (NIS) . . . . . . . . . . . . . . 91 3.4.4 World Wide Web (WWW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.4.5 Weitere Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.4.6 Angriffsszenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.5 Analysetools und Systemh¨ rtung . . . . a . . . . . . . . . . . . 110 4 Security Engineering 119 4.1 Entwicklungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 4.1.1 Phasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.1.2 Allgemeine Konstruktionsprinzipien . . . . . . . . . . . . . . 122 4.2 Strukturanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 4.3 Schutzbedarfsermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.3.1 Schadensszenarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.3.2 Schutzbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.4 Bedrohungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.4.1 Bedrohungsmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 4.4.2 Bedrohungsbaum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 4.5 Risikoanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 4.5.1 Attributierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 4.5.2 Penetrationstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.6 Sicherheitsstrategie und -modell . . . . . . . . . . . . . . . . 140 4.7 Systemarchitektur und Validierung . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.8 Sicherheitsgrundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.9 Realisierung der Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.10 Beispiel: Elektronische Shopping Mall . . . . . . . . . . . . . 148 4.10.1 Systemanforderungen und Einsatzumgebung . . . . . . . . . 148 4.10.2 Bedrohungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 4.10.3 Risikoanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 4.10.4 Sicherheitsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.10.5 Sicherheitsarchitektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5 Bewertungskriterien 163 5.1 TCSEC-Kriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.1.1 Sicherheitsstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 5.1.2 Kritik am Orange Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 5.1.3 Erkennen verdeckter Informationskan¨ lea . . . . . . . . . . . 167 5.2 IT-Kriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.1 Mechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.2 Funktionsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 5.2.3 Qualit¨ t und Zertifikat . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . 170 5.3 ITSEC-Kriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 5.3.1 Evaluationsstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 5.3.2 Qualit¨ t und Bewertung . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . 173 5.4 Zertifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 5.5 Fazit und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IX Inhaltsverzeichnis 1 Einfuhrung ¨ 1 1.1 Grundlegende Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Schutzziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Schwachstellen, Bedrohungen, Angriffe . . . . . . . . . . . . 13 1.4 Computer Forensik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.5 Sicherheitsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6 Sicherheitsinfrastruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2 Spezielle Bedrohungen 33 2.1 Einf¨ hrung . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.2 Buffer-Overflow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2.1 Einf¨ hrung . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2.2 Angriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.3 Computerviren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.3.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.3.2 Viren-Typen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.3.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.4 W¨ rmer . . . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.5 Trojanisches Pferd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5.2 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.6 Mobiler Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.6.1 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.6.2 Sicherheitsbedrohungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.6.3 Gegenmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3 Internet-(Un)Sicherheit 73 3.1 Einf¨ hrung . . . . . . . . . u . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.2 Internet-Protokollfamilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.2.1 ISO/OSI-Referenzmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.2.2 Das TCP/IP-Referenzmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.2.3 Das Internet-Protokoll IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 X INHALTSVERZEICHNIS 3.2.4 Das Transport-Kontrollprotokoll TCP . . . . . . . . . . . . . 86 3.2.5 Das User Datagram Protocol UDP . . . . . . . . . . . . . . . 88 3.2.6 DHCP und NAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3.3 Sicherheitsprobleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.3.1 Sicherheitsprobleme von IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.3.2 Sicherheitsprobleme von ICMP . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3.3 Sicherheitsprobleme von ARP . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.3.4 Sicherheitsprobleme von UDP und TCP . . . . . . . . . . . . 102 3.4 Sicherheitsprobleme von Netzdiensten . . . . . . . . . . . . . 106 3.4.1 Domain Name Service (DNS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.4.2 Network File System (NFS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.4.3 Network Information System (NIS) . . . . . . . . . . . . . . 117 3.4.4 World Wide Web (WWW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.4.5 Weitere Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 3.4.6 Angriffsszenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 3.5 Analysetools und Systemh¨ rtung . . . . a . . . . . . . . . . . . 138 4 Security Engineering 149 4.1 Entwicklungsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 4.1.1 Allgemeine Konstruktionsprinzipien . . . . . . . . . . . . . . 150 4.1.2 Phasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 4.1.3 BSI-Sicherheitsprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4.2 Strukturanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.3 Schutzbedarfsermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 4.3.1 Schadensszenarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 4.3.2 Schutzbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 4.4 Bedrohungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 4.4.1 Bedrohungsmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 4.4.2 Bedrohungsbaum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 4.5 Risikoanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 4.5.1 Attributierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 4.5.2 Penetrationstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 4.6 Sicherheitsstrategie und -modell . . . . . . . . . . . . . . . . 177 4.7 Systemarchitektur und Validierung . . . . . . . . . . . . . . . 178 4.8 Aufrechterhaltung im laufenden Betrieb . . . . . . . . . . . . 179 4.8.1 ¨ Dynamische Uberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 4.8.2 Der elektronische Sicherheitsinspektor (eSI) . . . . . . . . . . 179 4.9 Sicherheitsgrundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 4.10 Realisierung der Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . 191 4.11 Beispiel: Elektronische Shopping Mall . . . . . . . . . . . . . 193 4.11.1 Systemanforderungen und Einsatzumgebung . . . . . . . . . 193 4.11.2 Bedrohungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 INHALTSVERZEICHNIS XI 4.11.3 Risikoanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 4.11.4 Sicherheitsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 4.11.5 Sicherheitsarchitektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 5 Bewertungskriterien 209 5.1 TCSEC-Kriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 5.1.1 Sicherheitsstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 5.1.2 Kritik am Orange Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 5.1.3 Erkennen verdeckter Informationskan¨ lea . . . . . . . . . . . 213 5.2 IT-Kriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.2.1 Mechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 5.2.2 Funktionsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.2.3 Qualit¨ t und Zertifikat . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . 216 5.3 ITSEC-Kriterien . .