Sicherheit in Rechnernetzen: - Professur Datenschutz und ...

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A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr
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A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr
Trotz dieser Abschätzung des Angreifers sollte ein gegen ihn sicheres System mit
vertretbarem Aufwand gebaut und betrieben werden können sowie für dieses System
ein überzeugender Nachweis aller aufgestellten Schutzziele gelingen.
die Welt
die Welt
betrachtetes
IT-Gesamtsystem
betrachtetes
IT-Gesamtsystem
Die Lebensdauer des Systems hat nicht nur Einfluß auf die zu unterstellende Meß- und Gerätetechnik
des künftigen Angreifers, sondern auch auf seine Motivation, seinen Zeit- und Geldeinsatz sowie
seine Risikobereitschaft. All dies kann durch politische Entwicklungen oder Steigerungen des Wertes
(sei es ökonomisch oder politisch) der mit dem System verarbeiteten Daten oder der Abhängigkeit von
Individuen, Organisationen oder gar Staaten vom Funktionieren des Systems drastisch zunehmen. Im
Zweifelsfall sollte also nicht eine genauere Risikoanalyse, die wegen der Unvorhersehbarkeit
mancher dieser Entwicklungen nicht möglich ist, versucht werden, sondern der Aufwand sollte lieber
in den Bau eines gegen stärkere Angreifer sicheren Systems investiert werden.
Systemteile
des Angreifers
Systemteile
des Angreifers
verändernder Angreifer
beobachtender Angreifer
1.3 Was bedeutet Sicherheit in Rechnernetzen?
nur erlaubtes Verhalten auch verbotenes Verhalten
Ohne Anspruch auf Vollständigkeit und Genauigkeit seien hier einige mögliche Schutzziele für
Rechnernetze genannt. Sie werden in §5 vertieft behandelt, nachdem in §3 die dazu notwendigen
begrifflichen und kryptologischen Grundlagen dargestellt wurden.
Bild 1-7: Beobachtender vs. verändernder Angreifer
Schutzziel Vertraulichkeit
• Nachrichteninhalte sollen vor allen Instanzen außer dem Kommunikationpartner vertraulich
bleiben.
• Sender und/oder Empfänger von Nachrichten sollen voreinander anonym bleiben und durch
Unbeteiligte (inkl. Netzbetreiber) nicht beobachtet werden können.
Schutzziel Integrität
• Fälschungen von Nachrichteninhalten (inkl. des Absenders) sollen erkannt werden.
• Der Empfänger soll gegenüber Dritten nachweisen können, daß Instanz x die Nachricht y
gesendet hat (und ggf. auch den Zeitpunkt, an dem dies geschah).
• Der Absender soll das Absenden einer Nachricht mit korrektem Inhalt beweisen können, möglichst
sogar den Empfang der Nachricht (und ggf. auch den Zeitpunkt, an dem dies geschah).
• Niemand kann dem Netzbetreiber Entgelte für erbrachte Dienstleistungen vorenthalten. Umgekehrt
kann der Netzbetreiber nur für korrekt erbrachte Dienstleistungen Entgelte fordern.
Zugegeben, die letzten drei Schutzziele unter Integrität zu fassen, ist etwas gezwungen! Alternativ
müßten weitere Schutzziele eingeführt werden, was leicht ins Uferlose ausartet, vgl. das Ende von
§1.2.1. Das letzte Schutzziel könnte allerdings auch unter Verfügbarkeit eingeordnet werden.
In §1.2.2 wurde schon zwischen dummen oder zufälligen Fehlern und intelligenten zielgerichteten
Angriffen unterschieden. Bei letzteren lohnt es sich, noch genauer zu unterscheiden: Wieviel Rechenkapazität
wird dem Angreifer zugebilligt?
Auf der sicheren Seite liegt man, wenn man ihm unbeschränkte Rechenkapazität zubilligt. Man
spricht dann von einem komplexitätstheoretisch unbeschränkten (oder kürzer: informationstheoretischen)
Angreifer. Sicherheitsbeweise sind dann in der informationstheoretischen Modellwelt von
Claude Shannon zu führen, was in §3 genauer erläutert wird.
Man riskiert etwas, wenn man annimmt, daß der Angreifer nur beschränkte Rechenkapazität
(genauer: Berechnungsfähigkeiten) besitzt, z.B. große Zahlen in vernünftiger Zeit nicht in ihre Primfaktoren
zerlegen kann, vgl. ebenfalls §3. Man spricht von einem komplexitätstheoretisch beschränkten
(oder kürzer: komplexitätstheoretischen) Angreifer. Hier kann man sich bezüglich der
Hardware-Betriebsmittel und Algorithmenkenntnis des Angreifers irren. Das Hauptrisiko liegt, wie
wir insbesondere in §3 sehen werden, in einer falschen Einschätzung der Algorithmenkenntnis.
Schutzziel Verfügbarkeit
• Das Rechnernetz ermöglicht Kommunikation zwischen allen Partnern, die dies wünschen (und
denen dies nicht verboten ist).
Als Konkretisierung von komplexitätstheoretischen Angreifern, aber auch allgemein, etwa bzgl.
verwendbarer Meßtechnik, kann man Angreifer danach unterscheiden, wieviel Zeit und Geld sie
haben und aufzuwenden bereit sind. Und ganz untechnisch können sie Geld auch außerhalb des IT-
Systems einsetzen: Bestechung von Menschen ist in vielen Situationen das wirksamste Mittel, um
z.B. Entwerfer zum Einbau Trojanischer Pferde, Betreiber zur Manipulation des IT-Systems oder
Zugangsberechtigte zur Zusammenarbeit zu bewegen.
Diese Schutzziele sind vielschichtig und gelten nicht für alle Beteiligten jeweils gleichstark. Je nach
Kommunikationsgegenstand und -umstand werden einzelne Schutzziele sogar für denselben Nutzer
eine unterschiedliche Bedeutung haben.
1.4 Warum mehrseitige Sicherheit?
Das Aufstellen eines realistischen Angreifermodells ist eine ähnliche Kunst wie das Abschätzen in
mathematischen Beweisen: Ist die Abschätzung zu grob, gelingt der Beweis nicht mehr. Ist die
Abschätzung zu fein, wird der Beweis unnötig kompliziert, fehlerträchtig und wenig überzeugend.
Bezogen auf Angreifermodelle bedeutet dies, daß oftmals unterstellt wird, daß alle möglichen
Angriffspunkte und Angriffsarten zu einem Angreifer kombiniert werden, obwohl man für die
Realität hoffen kann, daß die diese Angriffspunkte kontrollierenden Instanzen nicht alle miteinander
konspirieren und perfekt abgestimmt handeln werden.
Verallgemeinern wir etwas:
Wir möchten, daß möglichst jede(r) gegen jede(n) geschützt ist. Denn jede(r) kann durch Geräte
mit Trojanischen Pferden, Bedienungsfehler, Eigeninteressen oder gar Bösartigkeiten die Schutzinteressen
anderer bedrohen und muß deshalb aus deren Sicht als potentieller Angreifer gesehen werden.
Ein realistisches Angreifermodell sollte nicht nur alle momentan erwarteten
Angreifer, sondern auch alle während der Lebensdauer des Systems zu erwartenden
Angreifer abdecken. Es sollte einfach sein, damit die nicht abgedeckten Restrisiken
durch unerwartet starke Angreifer den vom System Betroffenen verständlich sind.