Open Security: Von den Grundlagen zu den Anwendungen

225 Pages·1998·6.18 MB·German

by  Dr. Stephan Fischer

Open Security
Springer
Berlin
Heidelberg
New York
Barcelona
Budapest
Hongkong
London
Mailand
Paris
Singapur
Tokio
Stephan Fischer
Achim Steinacker
Reinhard Bertram
Ralf Steinmetz
Open Security
Von den Grundlagen zu den Anwendungen
Mit 38 Abbildungen
und 18 Tabellen
, Springer
Dr. Stephan Fischer
Dipl.Wirtsch.-Inf. Achim Steinacker
Dipl.-Ing. Reinhard Bertram
Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz
Industrieelle ProzeB- und Systemkommunikation (KOM)
MerckstraBe 25
D-64283 Darmstadt
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
Open Security
Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; Lon
don; Mailand; Paris;
Singapur; Tokio: Springer, 1998
ISBN 978-3-540-64654-9 ISBN 978-3-642-47643-3 (eBook)
DOl 10.1007/978-3-642-47643-3
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
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Satz: Reproduktionsfertige Autorenvorlage
Gedruckt aufsaurefreiem Papier SPIN: 10683402 33/3142 -5 4 3 210
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung .......................................... 1
2 Rechnernetze-Grundlagen ............................ 9
2.1 Internet und Internetdienste ............................. 9
3 Grundlagen der Netzwerksicherheit ................... 29
3.1 Grundlagen eines sicheren Rechnerbetriebs ................ 29
3.2 Grundlagen eines sicheren Betriebs lokaler Netzwerke ....... 42
3.3 Rechtslage ......................................... 46
4 Kryptographie und Zertifizierung ..................... 51
4.1 Einleitung .......................................... 51
4.2 Symmetrische Verschliisselung ......................... 54
4.3 Asymmetrische Verschliisselung ........................ 59
4.4 Hash-Funktionen .................................... 65
4.5 Sicherheit der Verfahren .............................. 67
4.6 Schliisselzertifizierung ................................ 71
5 Absicherung lokaler Netzwerke ....................... 75
5.1 Einleitung .......................................... 75
5.2 Firewalls ........................................... 76
5.3 Sicherheit von Web-Servern ........................... 89
5.4 Absicherung von Web-Browsern ........................ 98
5.5 Angriffe auf lokale Netze ............................. 106
6 Absicherung von Verbindungen ..................... 121
6.1 Einleitung ......................................... 121
6.2 Verschliisselung auf den unteren Schichten ............... 122
6.3 Sichere World Wide Web-Verbindungen ................ 127
VI Inhaltsverzeichnis
6.4 World-Wide-Web-Ubertragungen mit SSL ............... 129
6.5 Login auf entfemten Maschinen ....................... 154
7 Sichere Dateniibertragung .......................... 159
7.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.2 Absicherung von ftp-Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.3 Absicherung von E-Mails ............................ 161
7.4 Sichere Kommunikation im World Wide Web ............ 166
8 Electronic Commerce .............................. 179
8.1 Ein1eitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
8.2 Kriterien fiir einen Verg1eich der Systeme ................ 180
8.3 Konzepte fUr E-Commerce-Systeme .................... 186
9 Copyrights I Steganographie ........................ 193
9.1 Einleitung ......................................... 193
9.2 Watermarking im Videobereich ........................ 195
9.3 Signaturen von Audio-Dateien ......................... 201
10 Zusammenfassung und Ausblick ..................... 209
A Literaturverzeichnis ............... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
B Stichwortverzeichnis ................................ 219
Danksagung 225
1 Einleitung
In den letzten lahren ist die weltweite Vernetzung von Rechnern,
getrieben durch das Internet und die schnelle Verbreitung des World
Wide Web (WWW), stark angestiegen. Es existieren heute kaurn
noch Unternehmen, die nicht auf die Nutzung des Datenaustauschs
mittels lokaler Netzwerke (LANs) zuriickgreifen. Die Welt stellt
sich im Internet somit als eine Menge von miteinander verbundenen
lokalen Netzen dar, auf die Endanwender auch per ISDN oder Mo
dem extern zugreifen konnen. Es ist das Ziel dieses Buchs, Kon
zepte eines sicheren Datenaustauschs in diesen Netzwerken zu be
schreiben.
Die schnell fortschreitende Vernetzung und die damit verbun
dene Versorgung mit Informationen hat groBe Vorteile. Anwender
konnen auf verteilte, z. B. auf Fileservern gespeicherte Daten zu
greifen, Rechenlasten auf schwacher ausgelastete Maschinen ver
teilen und Daten austauschen. MuBten friiher viele Dokumente per
FAX oder mit der Post versendet werden, so kann man diese heute
in Sekundenbruchteilen auf dem elektronischen Weg erhalten. Der
Erfolg oder MiBerfolg eines Unternehmens wie auch die Effizienz
einzelner Mitarbeiter hangen daher immer starker von der Fahigkeit
ab, relevante Information effizient zu filtern und zur Verfiigung zu
stellen. Zusatzlich ergeben sich durch den Einsatz von Netztechno
logien neue Anwendungsgebiete wie zum Beispiel die Telearbeit.
Dies impliziert, daB weltweit auf eine Fiille von Daten per Netz zu
gegriffen werden kann.
Diese Eigenschaft birgt aber auch den groBen Nachteil des Da
tenmiBbrauchs. In diesem Zusammenhang kann ein miteinander
kommunizierender Verbund an Rechnern potentiell als eine Menge
von Angreifern betrachtet werden. Dadurch gewinnt der Begriff Si
cherheit speziell in Datennetzen eine immer groBere Bedeutung.
S. Fischer et al., Open Security
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
2 1. Einleitung
Meyers gro8es Taschenlexikon definiert den Begriff Sicherheit wie
folgt:
"Sicherheit, Zustand des Unbedrohtseins, der sich objektiv im Vor
handensein von Schutz [einrichtungenJ bzw.lm Fehlen von Gefahr
[enquellen J darstellt und subjektiv als Gewij3heit von lndividuen
oder sozialen Gebilden iiber die Zuverliissigkeit von Sicherungs
und Schutzeinrichtungen empfunden wird. "
(Meyers gro8es Taschenlexikon Band 20, Bibliograpbisches Insti
tut & F. A. Brockhaus AG, Mannheim 1987).
Da nach der obigen Definition ein Fehlen von Gefahrenquellen
nicht gegeben ist, ist es das Ziel von Sicherheitsstrategien in Rech
nernetzen, die vorhandene Infrastruktur und die darauf gespeicher
ten Daten auch in Ubertragungen so gut wie moglich zu schtitzen.
Grundsatzlich unterscheidet man dabei zunachst die Absicherung
einzelner Rechner im Betrieb lokaler Netze, die Absicherung dieser
Netze nach auGen und die Ubertragung vertraulicher Daten tiber of
fene Netze wie das Internet, also Netzen, tiber die man als Benutzer
keine vollstandige Kontrolle hat.
Der Bereich der lokalen Netze laBt sich in die Sicherheit von
Computern selbst, auch wenn sie an offene Netzwerke angeschlos
sen sind, und die Sicherheit der Kommunikation tiber derartige
Netze untergliedern. Dabei ist es stets das Ziel, mogliche Attacken
weitestgehend zu verhindern oder zumindest zu erschweren.
1m Bereich lokaler Netzwerke und des Internets sind folgende
Gefahren denkbar:
[J vertrauliche Botschaften werden abgefangen. Die so "ge
stohlene" Information kann evtl. gegen den Absender ein
gesetzt werden.
[J gefalschte Absenderfelder einer Botschaft konnen dem Ab
sender Schaden zuftigen.
[J abgefangene und veranderte Daten sind schwer als solche
zu erkennen.
[J der Einbruch in Netzwerke und die Ausspiibung bzw. Zer
storung von Daten bzw. die Behinderung der Funktionsfa
higkeit dieser Netze kann Unternehmen wie auch Einzel
personen schweren Schaden zufiigen.
1. Einleitung 3
Ziel dieses Buches ist es, dem Leser Werkzeuge an die Hand zu ge
ben, die diese Gefahren abwehren. Betrachtet man die in letzter Zeit
erschienene Literatur zum Thema Sicherheit in Rechnernetzen, so
kann diese durch folgende Charakteristika beschrieben werden:
o Zielgruppe sind hliufig Informatiker bzw. Systemadmini
stratoren.
ODie Problematik wird in einem sehr hohen Detailgrad be
schrieben. Gerade fUr weniger erfahrene Anwender stellt
sich hierbei das Problem, aus einer Vielzahl vorgestellter
Alternativen die ftir ihn relevanten herauszufinden.
o Einige Bticher beschreiben verschiedenste Varianten von
Attacken auf Netzwerke. Es ist aber fUr den Anwender nur
schwer erkennbar, welche Moglichkeiten existieren, urn
Netzwerke mit einem zufriedenstellenden Sicherheitsgrad
zu betreiben.
Das vorliegende Buch setzt sich daher zum Ziel, Sicherheitsstrate
gien fUr den Netzwerkbetrieb fUr einen Zielkreis, der nicht zwin
gend nur aus Informatikern besteht, vorzugeben. In diesem Umfeld
sollen Sicherheitsstrategien sowie die Risiken deren Anwendung
verstlindlich erkllirt werden.
Urn die umfassende Funktionalitlit eines Netzwerks modellie
ren zu konnen, teilt man dieses in der Literatur in Module, soge
nannte Schichten auf. Dies erlaubt eine Verringerung der Funkti
onskomplexitlit, da in jeder Schicht genau definierte Teilprobleme
behandelt werden. Ein Modell, das international weite Verbreitung
gefunden hat, ist das Referenzmodell der International Standards
Organization (ISO). Ziel dieses ISO-Open Systems Interconnection
(OSI) Reference Modells ist die Realisierung einer standardisierten
Protokollarchitektur, die eine Kommunikation von Rechnern ver
schiedenster Hersteller ermoglicht. Das Referenzmodell, das auch
in Abbildung 1-1 dargestellt ist, behandelt die Kommunikation of
fener Systeme, also solchen, die offen fUr eine Kommunikation mit
anderen sind.
Grundslitzlich sind im ISO-OSI-Modell zwei Arten der Kom
munikation denkbar:
1. die direkte Kommunikation, in der eine Schicht mit der tiber
oder unter ihre liegenden tiber eine Schnittstelle direkt Da
ten austauscht oder
4 1. Einleitung
2. die indirekte Kommunikation, in der eine Schicht mit einer
Partnerinstanz auf dem Rechner, mit dem eine Verbindung
besteht, kommuniziert. Man bezeichnet dies auch als Peer
to-Peer-Kommunikation. Bis auf die Kommunikation der
physikalischen Schichten eines sendenden und eines emp
fangenden Rechners tauschen aber Peer-to-Peer-Instanzen
niemals direkt Daten aus.
Abb.1-1
Endsystem Endsystem
Das /SO-OS/
peer to peer Protokoll
Referenzmodell Anwendung 7
jll
Darstellung 6
~ommunikations-
steuerung 5
Transport 4
Vermittlung 3
Sicherung 2
Physikalisch 1
Medium
Die unterste Schicht (physikalische Schicht) behandelt die Hard
warespezifikation, z. B. Anschliisse und Kabel. Daran schlieBt die
Sicherheitsschicht an, die garantiert, daB die Daten yom Sender
zum Empfanger gelangen. Darauf setzt die Vermittlungsschicht
auf, die unter anderem fUr die Wegewahl der Pakete im Netz (soge
nanntes Routing) verantwortlich ist. Uber der Vermittlungsschicht
ist die Transportschicht angesiedelt, die eine Ende-zu-Ende-Ver
bindung garantiert. In diesem Bereich ist z. B. TCP anzusiedeln.
Die darauf aufsetzende Kommunikationssteuerungsschicht verwal
tet z. B. die Resynchronisation einmal unterbrochener Verbindun
gen. Man kann sich vorstellen, daB bei Ausfall einer Verb in dung
bei einer gerade ausgefUhrten Banktransaktion Schwierigkeiten
auftreten, die durch diese Schicht behoben werden. Da verschie
dene Hardware-Hersteller Daten auf lokalen Rechnern in unter
schiedlichen Formaten speichern konnen, muB ein Datenaustausch
format definiert werden, das die Datenkonversion von der lokalen
in eine Netzwerkdarstellung und zurUck gewlihrleistet. Dies ist
Aufgabe der Darstellungsschicht. Die zuoberst angesiedelte An-