Sicherheitskonzepte im WWW

210 Pages·1998·9.374 MB·German

by  Stefan Nusser (auth.)

Sicherheitskonzepte im WWW
Springer
Berlin
Heidelberg
New York
Barcelona
Budapest
Hongkong
London
Mailand
Paris
Santa Clara
Singapur
Tokio
Stefan Nusser
Sicherheitskonzepte
imWWW
Mit 58 Abbildungen und 8 Tabellen
, Springer
Stefan Nusser
[email protected]
ISBN-13: 978-3-540-63391-4 e-ISBN-13: 978-3-642-80474-8
DOl: 10.1007/978-3-642-80474-8
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahrne
Nusser, Stefan: Sicherheitskonzepte im WWW 1 Stefan Nusser.
Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong;
London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio: Springer, 1998
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
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Vorwort
Dieses Buch entstand im Rahmen eines Forschungsprojektes an der
Abteilung fur Wirtschaftsinforrnatik der Wirtschaftsuniversitat Wien
(das Projekt wird in Abschnitt 8.3.1.2 kurz vorgestellt). 1m Zuge der
darnit verbundenen Implementierungstatigkeit konnte ich praktische
Erfahrungen mit den neuesten Verfahren zur Bewaltigung der Si
cherheitsproblematik im kommerziellen Intemet-Einsatz sammeln
und gewann auch Einblick in die aktuellen Forschungs- und Ent
wicklungstendenzen. Das vorliegende Buch ist das Resultat dieses
Lemprozesses und soli dem Leser einen moglichst urnfassenden
Uberblick tiber den faszinierenden und dynarnischen Bereich der
Intemet-Sicherheit geben.
Der Grundlagenteil des Buches profitierte dariiber hinaus ganz
wesentlich von rneiner Vortragstatigkeit und darnit indirekt von un
seren Studierenden, die alle nur denkbar moglichen Fragen zu stellen
pflegen.
Mein Dank gilt Professor Hans Robert Hansen fUr die Einriiu
mung der notwendigen zeitlichen Freiraume und ftir den sanften
Druck, diese auch produktiv zu nutzen. Professor Gustaf Neumann
danke ich ftir zahlreiche Anregungen bei der Implementierung des
Prototypen sowie fur die kritische Durchsicht des Manuskriptes.
Ais Beta-Tester des Buches fungierte auf bewiihrte Weise mein
Kollege Oliver Kump. Aus dem Kreis meiner Kollegen mochte ich
ganz besonders auch Martin Bichler erwiihnen, der mir tiber die
letzten beiden Jahre hinweg nicht nur als geistiger Sparing-Partner
eine groBe Unterstiitzung war.
Mein aufrichtiger Dank gebtihrt schlieBlich auch meiner Lebens
gefahrtin Sabine Fridolin Pirker, die einerseits mein katastrophales
Zeitmanagement mit viel Geduld ertragen und andererseits mit ihrer
zielstrebigen Art das Thrige zum zeitgerechten AbschluB dieses Bu
ches beigetragen hat.
Stefan Nusser
Wien, August 1997
Vorwort -- V
-
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Rahmenbedingungen ............................................................ 1
1.2 Aufbau des Buches ............................................................... 3
2 Internet-Protokolle im kommerziellen Einsatz 5
2.1 Dateniibertragung im Intemet.. ............................................. 5
2.2 Dateniibertragung und das OSI-Referenzmodell ................. 7
2.2.1 Grundlagen von Netzwerkprotokollen ................................. 8
2.2.2 OSI-Referenzarchitektur ....................................................... 9
2.3 Protokollfamilie TCPIIP ..................................................... 11
2.3.1 Aufbau der Intemet-Protokolle ........................................... 14
2.3.2 Intemet-Protokoll (IP) ......................................................... 15
2.3.3 Die Netzwerkzugangsebene ............................................... 25
2.3.4 Die Protokolle der Transportschicht.. ................................. 30
2.4 Dienste der Anwendungsebene .......................................... 34
2.4.1 Charakteristika von Intemet-Diensten ................................ 35
2.4.2 DNS - Rechnemamen und IP-Adressen ............................ 36
2.4.3 Elektronische Post.. ............................................................. 38
2.4.4 World Wide Web ................................................................ 42
2.4.5 Intemet-Dienste im komrnerziellen Einsatz ....................... 49
2.5 Schwachstellen von TCPIIP im komrnerziellen Einsatz .... 51
3 Relevante kryptographische Verfahren 53
3.1 Grundbegriffe ...................................................................... 53
3.2 Symrnetrische Verschliisselung .......................................... 54
3.3 Hash-Verfahren ................................................................... 56
3.4 Asymrnetrische Verschliisselung ........................................ 56
3.5 Anwendung kryptographischer Verfahren ......................... 59
Inhaltsverzeichnis -- VII
-
4 Sicherheitsarchitektur fur WWW-Informationssysteme 63
4.1 Ziele der Sicherheitsarchitektur .......................................... 63
4.1.1 Transaktionssicherheit.. ....................................................... 64
4.1.2 Sicherheitsaspekte im Intranet ............................................ 66
4.2 Sicherheitsarchitektur .......................................................... 68
5 Zertifikate und Vertrauensmanagement 71
5.1 Authentifizierung mit Zertifikaten ...................................... 71
5.1.1 Zertifikate nach ITU-T X.509 ............................................. 73
5.1.2 Lebenszyklus eines Zertifikates .......................................... 77
5.2 Vertrauensmodelle .............................................................. 79
5.3 Globale Vertrauenshierarchien ........................................... 82
5.3.1 Sichere E-Mail: PEM und PGP .......................................... 83
5.3.2 Kommerzielle X.509-Infrastrukturen ................................. 88
5.3.3 Modell der PKIX-Arbeitsgruppe ........................................ 94
5.3.4 Europaisches Pilotprojekt: ICE-TEL .................................. 97
5.3.5 Sicherer elektronischer Zahlungsverkehr: SET ................ 100
5.3.6 Distribution von Zertifikaten mittels DNS ....................... 102
5.4 Problembereiche und Entwicklungstendenzen ................. 104
6 Verzeichnisdienst 107
6.1 X.500 - Das globale Directory ......................................... 107
6.1.1 Architektur des globalen Verzeichnisdienstes .................. 108
6.1.2 Informationsmodell und Namensraum ............................. 109
6.2 Verzeichnisse im Internet: LDAP ..................................... 113
7 Absicherung der Internet-Protokolle 117
7.1 Ubersicht ........................................................................... 118
7.2 Absicherung auf Vermittlungsschicht .............................. 119
7.3 Absicherung aufTransportschicht.. .................................. 123
7.3.1 Abgesicherte Intemet-Dienste ........................................... 123
7.3.2 SSL-Protokoll .................................................................... 124
7.4 Absicherung auf Anwendungsebene ................................ 128
8 Zugriffskontrolle 131
8.1 Zugriffskontrollmodelle .................................................... 132
8.1.1 Reprasentation der Zugriffskontrollinformation ............... 134
8.1.2 Steuerungsmodelle ............................................................ 136
8.1.3 Generalisiemngsmechanismen ......................................... 138
8.1.4 Gangige Zugriffskontrollmodelle ..................................... 139
VIII • Inhaltsverzeichnis
•
•
8.1.5 Rollenbasierte Zugriffskontrollmodelle ........................... 142
8.1.6 Zwei kommerzielle Zugriffskontrollmodelle ................... 146
8.2 Zugriffskontrolle in WWW-Informationssystemen ......... 148
8.2.l Elementare Zugriffskontrollmechanismen ....................... 149
8.2.2 Zugriffskontrollmechanismen mit zentralem Repository. 150
8.3 Forschungsprojekte und Entwicklungstendenzen ............ 157
8.3.l Rollenbasierte Zugriffskontrollmodelle fur
WWW-Informationssysteme ............................................ 157
8.3.2 Eigenstandige Sicherheitsarchitekturen ............................ 163
8.3.3 Zugriffskontrolle mit Zertifikaten: SDSI und SPKI ........ 168
8.4 Zusammenfassung ............................................................. 172
Glossar 173
Bibliographie 191
Index 201
Inhaitsverzeichnis -- IX
-
1 Einleitung
Mit dem zunehmenden Einsatz von WWW-Infonnationssystemen
als Intranet im unternehmensinternen Bereich und der steigenden
Bedeutung von kommerziellen Transaktionen tiber das globale In
ternet riickt die Frage nach der Sicherheit der eingesetzten Verfahren
in den Vordergrund. Eine beachtliche Menge innovativer Techniken
zielt auf die Absicherung der Datentibertragung tiber die Internet
Protokolle ab und das Angebot an "sicheren" Internet-Produkten
wachst genauso schnell wie die Zahl der Internet-Benutzer.
Das betriebliche Informationsmanagement steht mittlerweile vor
der Situation, daB auf die Informationsressourcen des Unternehmens
sowohl von den eigenen Mitarbeitern als auch von den Konsumenten
tiber Internet-Technik zugegriffen werden soll. Konfrontiert mit
einer beeindruckenden Menge von Softwarepaketen, LOsungen und
Produktanktindigungen soll eine Sicherheitsarchitektur gestaltet
werden, die den Anspriichen eines kommerziellen Umfelds gerecht
werden muB.
Dieses Buch soll helfen, die notwendigen Komponenten fur eine lief dieses Buches
Sicherheitsarchitektur zu bestimmen und die Produkte und Verfah-
ren zu deren Realisierung voneinander abzugrenzen. Es soll gleich-
zeitig auch einen Oberblick tiber die Forschungs- und Entwick-
lungstendenzen in den einzelnen Bereichen vermitteln und dadurch
Verstandnis fur die nachste Generation an abgesicherter Internet-
Software schaffe n.
1.1
Rahmenbedingungen
Die technische Entwicklung der Internet-Protokolle in den letzten Ausgangsbasis
zwanzig Jahren war gepriigt von einer Ausgangsbasis des gegensei-
tigen Vertrauens und der wohlwollenden Kooperation der einzelnen
Teilnehmer des weltweiten Datennetzes. Diese Voraussetzungen
haben sich mit dem in den letzten Jahren eingetretenen Wachstum
des globalen Netzwerkverbundes, der nunmehr im Zentrum kom-
S. Nusser, Sicherheitskonzepte im WWW 1. 1 Rahmenbedingungen •
•
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
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merzieller Interessen steht, grundlegend geandert. Eine Folge davon
war das Autkommen zahlreicher Konzepte zur Uberwindung der mit
dem betrieblichen Intemet-Einsatz einhergehenden Sicherheitspro
bleme.
Entwicklungs Die eben beschriebene Situation bestimmt auch die Rahmenbe
tendenzen dingungen dieser Arbeit. Zahlreiche Neuentwicklungen zur Beseiti
gung des Sicherheitsdefizits im betrieblichen Intemet-Einsatz bieten
heute eine adaquate Ausgangsbasis fur die Implementierung eines
unternehmensweiten Sicherheitskonzeptes. 1m einzelnen kannen
folgende Tendenzen identifiziert werden, die fur die Sicherheit von
WWW-Informationssystemen von Bedeutung sind.
• Die Anwendung von Internet-Technik im unternehmensinternen
Bereich als kostengOnstige Alternative zu propriemren Groupwa
reprodukten und als einheitliche Benutzerschnittstelle zu den be
trieblichen Informationsressourcen fuhrt zu steigendem Einsatz
der Internet-Protokolle als Grundlage der betrieblichen Kommu
nikationsinfrastruktur.
• Der Einsatz kryptographischer Techniken, die auf unterschiedli
che Weise in die Internet-Protokolle integriert werden kannen,
ermaglicht den Kommunikationsparteien den abharsicheren und
unverfalschbaren Informationsaustausch sowie die verliillliche ge
genseitige Authentifizierung. Autbauend auf dieser Technik ent
steht eine neue Generation abgesicherter Internet-Dienste, die be
reits zunehmende Verbreitung findet.
• Der Identimtsnachweis wird von sogenannten Zertifizierungsstei
len durchgefiihrt - Institutionen, deren Aufgabe in der elektroni
schen Beglaubigung der Identitiit eines Dienstes oder einer Person
liegt. Diese Technik ist die Grundlage von globalen und lokalen
Zertifizierungsinfrastrukturen, die von einem Unternehmen einge
setzt werden kannen, urn Mitarbeiter und Konsumenten zu au
thentifizieren.
• 1m unternehmensinternen Bereich ist es jedoeh nicht die Authenti
fizierung der Benutzer, sondern die Durehfiihrung der Zugriffs
kontrolle, die im Vordergrund steht. Der Einsatz eines Intranets
als Sehnittstelle zwischen den Benutzern und den Informations
ressoureen des Unternehmens setzt die Verwaltung der Zugriffs
reehte einzelner Mitarbeiter voraus.
Fazit: Gestaltung Das Informationsrnanagement eines Unternehmens sieht sich folg
einer Sicherheits lieh mit der Aufgabe konfrontiert, aus Komponenten, die allesamt
architektur auf innovativen, wenig standardisierten Verfahren beruhen, eine
Sicherheitsarehitektur schaffe n zu miissen. Dieses Vorhaben bildet
aueh die dem Bueh zugrundeliegende Aufgabenstellung.
2 • 1 Einleitung
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