Full paper (pdf) - CDC - Technische Universität Darmstadt

2. Sichere digitale Kommunikation mit PKI
Dieses Kapitel stellt die theoretische Grundlage für den Entwurf einer mit PKI
abgesicherten Anwendung dar. Im ersten Abschnitt werden Eigenschaften
beschrieben, die eine sichere digitale Kommunikation charakterisieren. Danach
werden die Grundlagen kryptographischer Verfahren erläutert, welche eine sichere
digitale Kommunikation ermöglichen. Anschließend wird mit PKI ein Konzept
beschrieben, das die erläuterten kryptographischen Verfahren auf eine eigene Art und
Weise einsetzt und für die Absicherung der Webintegration von ProAd eingesetzt
wird.
2.1 Sichere digitale Kommunikation
Die Sicherheit in der Informationstechnologie (IT) kann, ähnlich wie die Sicherheit in
anderen Disziplinen, niemals absolut garantiert werden. Dies resultiert daraus, dass
jede Handlung neben den erhofften Chancen potentielle Risiken birgt. Eine absolut
sichere Umgebung erlaubt keine Handlung und eliminiert damit alle Möglichkeiten
potentielle Chancen zu nutzen. Die Herausforderung der IT-Sicherheit besteht also
darin, ein funktionsfähiges System mit einem hohen Sicherheitsgrad zu gewährleisten.
Der Sicherheitsgrad eines IT-Systems kann durch die Überprüfung von folgenden
Schlüsselmerkmalen festgestellt werden: Authentisierung und Autorisierung,
Vertraulichkeit, Integrität und Nicht-Abstreitbarkeit. 4
Die Authentisierung stellt sicher, dass nur ein ausgewählter Anwenderkreis Zugang
zum System erhält. Der Anwender muss sich identifizieren und einen Beweis
erbringen, dass er derjenige ist für den er sich ausgibt. Das bekannteste Verfahren der
Authentisierung fordert den Anwender auf, dem System seinen Namen und ein oder
mehrere dazugehörige Passwörter mitzuteilen. Weitere Verfahren können auf digitaler
Signatur und digitalem Zertifikat oder auf biometrischen Merkmalen aufbauen. 5 Ein
authentisierter Anwender kann autorisiert werden, d.h. auf den Besitz von Rechten
überprüft werden, Zugang zu allen oder bestimmten Bereichen eines Systems erhalten
zu dürfen. Vertraulichkeit meint die Gewährleistung einer Kommunikation zwischen
dem System und einem authentisierten Anwender, die von einer weiteren Partei nicht
belauscht werden kann. Dies geschieht vor allem durch Verschlüsselung. Eine integre
Kommunikation ist gegen die Modifikation der getauschten Informationen geschützt.
Die Integrität wird durch kryptographische Funktionen wie Message Authentication
Code (MAC) und die digitale Signatur sichergestellt. Nicht-Abstreitbarkeit erlaubt im
Nachhinein den Beweis erbringen zu können, dass eine bestimmte Nachricht von
einem bestimmten Kommunikationsteilnehmer stammt. Nicht-Abstreitbarkeit kann
mittels digitaler Signatur sichergestellt werden. 6
2.2 Kryptographische Grundlagen
Ein Verschlüsselungsverfahren erzeugt aus einem Klartext mittels eines speziellen
Algorithmuses Geheimtext (auch „Schlüsseltext“ genannt). Dies geschieht in
Abhängigkeit von einem Schlüssel, der als Parameter für den Algorithmus dient. 7 Ein
wichtiges Prinzip in der Kryptographie ist, dass die Sicherheit der Verschlüsselung
4 Vgl. Austin, 2001, S. 24
5 Vgl. Austin, 2001, S. 8-12
6 Vgl. Stallings, 1995, S. 18
7 Vgl. Seberry / Pieprzyk, 1989, S. 2-3
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