Sicherheit in Rechnernetzen: - Professur Datenschutz und ...

A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; Lösungen, TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr 376
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A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; Lösungen, TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr
nicht so glatt durch: „Da das IT-System keinerlei Information vertraulich halten kann, kann
es andere Instanzen nicht erkennen, denn Angreifer könnten alle Information erhalten,
anhand derer das IT-System andere Instanzen unterscheiden will.“ Die Argumentation
scheint zwar schlüssig zu sein, jedoch könnte das IT-System die Information, die es von
der anderen Instanz erwartet, vor dem Abspeichern einer kollisionsresistenten Hashfunktion
(vgl. §3.6.4 und §3.8.3) unterwerfen und nur das Ergebnis dieser Hashfunktion
abspeichern und später mit dem entsprechend berechneten Wert der Eingabe vergleichen.)
nen Kosten) im Vordergrund stand, soll jetzt auch die Sicherheit des Benutzers eines neuen
Dienstes Beachtung finden. [BDFK_95]
Es erscheint durchaus legitim zu verlangen, daß Nutzer in der Wahrung ihrer Sicherheitsinteressen
durch das System gleichberechtigt zu unterstützen sind. Wenn man allen Nutzern zubilligt, daß
ihre Sicherheit nicht von der Gutwilligkeit anderer abhängt, sondern nur auf eigenem Verhalten
aufbaut, kann man ein System, daß dieses Konzept verwirklicht, mehrseitig sicher nennen.
[PSWW_96]
2-3 Sende Zufallszahl, erwarte Verschlüsselung – geht's auch umgekehrt?
Der Unterschied ist subtil:
In der normalen Variante muß über die Zufallszahlenerzeugung nur angenommen werden, daß
sich Zufallszahlen nicht (mit relevanter Wahrscheinlichkeit) wiederholen.
In der umgekehrten Variante muß zusätzlich angenommen werden, daß die Zufallszahlenerzeugung
für Angreifer unvorhersagbar ist. Das sollte zwar bei Zufallszahlenerzeugung, wie der
Name suggeriert, der Fall sein, aber Vorsicht ist die Mutter der Porzelankiste.
Der Unterschied wird an einem extremen Beispiel am deutlichsten: Die normale Variante ist
sicher, wenn als Zufallsgenerator einfach ein Zähler genommen wird, der nach jeder „Zufallszahl“
inkrementiert wird. Mit dieser Implementierung der Zufallszahlenerzeugung wäre die umgekehrte
Variante des Protokolls vollkommen unsicher.
Für Interessierte: In [NeKe_99] finden Sie neben einer ausführlicheren Erklärung dieses
Beispiels auch eine lesenswerte Einführung in einen Formalismus (BAN-Logik), mit dem solche
Protokolle untersucht werden können.
Mehrseitige Sicherheit bedeutet die Gewährleistung von Moral im informationstechnischen Sinn.
[ein Student im WS 1999/2000]
2-4 Notwendigkeit der Protokollierung bei Zugriffskontrolle
a) Das Vertraulichkeitsproblem nimmt mit jeder Stufe der „Rekursion“ ab, da die personenbezogenen
Daten immer weniger (hoffentlich!) und auch weniger sensibel werden. Oder anders
herum gesagt: Das Problem ist nicht wirklich rekursiv, da der Zugriff auf die Sekundärdaten
natürlich wesentlich strengeren und anderen Sicherheitsbestimmungen unterliegen kann, als
der Zugriff auf die Primärdaten. So könnte man z.B. die Sekundärdaten direkt ausdrucken und
hätte damit die Möglichkeit der nachträglichen Manipulation durch räumlich entfernte Personen
ausgeschlossen. Weiterhin ist es nicht sinnvoll, die Sekundärdaten zu ausführlich erstellen zu
lassen, sie sollten also wirklich weniger werden. Schließlich kann der Personenkreis, der auf
Sekundärdaten zugreifen darf, auf wenige besonders vertrauenswürdige Personen beschränkt
werden. Hoffentlich beschränkt dies auch den Personenkreis, der zugreifen kann. Führt man
Tertiärdaten, so kann man diese ggf. von anderen Datenschutzbeauftragten auswerten lassen
als die Sekundärdaten. Dann kontrollieren sich die Kontrolleure gegenseitig. Unter der
Annahme nicht manipulierbarer Protokolle könnte man so bei n Stufen ein zeitlich gestaffeltes
2n-Augenprinzip (in Anlehnung an das übliche – zeitlich nicht gestaffelte – 4-Augen-Prinzip)
realisieren.
b) Anstreben sollte man eine möglichst weitgehende Festlegung, wer unter welchen Umständen
was darf, um so die Rechte im IT-System nicht zu großzügig einräumen zu müssen. Dann
kann der Umfang der Protokollierung reduziert werden: So wenig Protokollierung wie
möglich, aber so viel wie unbedingt nötig.
c) Hier nimmt die „Sensibilität“ nicht mit jeder Stufe ab, sondern eher zu: Die Festlegung, wer
Rechte vergeben darf, ist mindestens so sicherheitskritisch wie die Durchsetzung der
Einhaltung der Rechte selbst. Gleiches wie bei a) gilt jedoch in der Hinsicht, daß die Vergabe
von Rechten wesentlich strengeren und anderen Sicherheitsbestimmungen unterliegen kann,
als die Nutzung von Rechten, die Vergabe der von Rechten zur Rechtevergabe wiederum
abermals strengeren Sicherheitsbestimmungen, und so weiter und so fort.
Lösungen zu Sicherheit in einzelnen Rechnern und ihre Grenzen
2-1 Angreifer außerhalb der Weisheit der Schulbücher
Zunächst fällt einem ein Angreifer unbeschränkter Kapazität bzgl. Rechenleistung, Zeit und
Speicher ein. Wir werden jedoch im folgenden sehen, daß man gegen solch einen komplexitätstheoretisch
unbeschränkten Angreifer mit entsprechenden informationstheoretischen Verfahren
sehr wohl Sicherheit (genauer: Vertraulichkeit und Integrität) erreichen kann.
Schwieriger tut man sich mit Angreifern, die Eigentümer unbekannter (technischer, physika–
lischer, chemischer, etc.) Neuentwicklungen sind, z.B. Meßgeräte, Sprengstoffe, etc.
Ganz kritisch wird es bzgl. „Eigentümern“ bisher nicht bekannter physischer Phänomene: neue
Arten von Strahlung, Feldern etc.; Oder auf den Menschen bezogen: Übermenschliche Sinneswahrnehmungen
(Röntgenblick, Hellsehen) und Fähigkeiten (Durch-die-Wand-gehen-können,
Unverletzbarkeit, Telekinese). Nicht zur Eröffnung einer parapsychologischen Diskussion, sondern
als warnenden Hinweis, daß perfekte Sicherheit nur in einer bzgl. Erkenntnis geschlossenen
Welt möglich ist, wir aber aufgrund unserer wachsenden Welterkenntnis von einer offenen Welt
ausgehen müssen, sind die folgenden Beispiele gedacht:
Unbefugter Informationsgewinn: Gegen einen Angreifer mit hellseherischen Fähigkeiten hilft
bzgl. Vertraulichkeit weder Schirmung, vgl. §2.1, noch Kryptographie, vgl. §3.
Unbefugte Modifikation von Informationen: Weder hilft gegen einen Angreifer mit telekinetischen
Fähigkeiten (auf der passenden Strukturebene) bzgl. Integrität Schirmung, vgl. §2.1, noch hilft
gegen einen Angreifer mit hellseherischen und telekinetischen Fähigkeiten Kryptographie, vgl.
§3.
Unbefugte Beeinträchtigung der Funktionalität: Gegen einen Angreifer mit telekinetischen
Fähigkeiten hilft bzgl. Verfügbarkeit weder Schirmung noch (endliche) Fehlertoleranz.
2-2 (Un)Abhängigkeit von Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit am Beispiel
Identifikation
Es sind keine „sicheren“ IT-Systeme zu erwarten, für die auch nur bzgl. eines der drei Schutzziele
keinerlei Anforderungen bestehen:
• Bestehen keinerlei Anforderungen bzgl. Verfügbarkeit, dann braucht überhaupt kein IT-
System realisiert zu werden. Damit sind dann alle seine (vorhandenen) Informationen
integer und vertraulich.
• Bestehen keinerlei Anforderungen bzgl. Integrität, dann kann das IT-System Menschen
nicht unterscheiden, da seine zu ihrer Unterscheidung nötige Information unbefugt modifiziert
werden kann. Gleiches gilt für die Information zur Unterscheidung anderer IT-
Systeme.
• Bestehen keinerlei Anforderungen bzgl. Vertraulichkeit, dann kann sich das IT-System
anderen Instanzen gegenüber nicht als es selbst ausweisen, denn Angreifer könnten alle
dafür nötige Information vom IT-System erhalten. (Die umgekehrte Argumentation geht