IT-Sec-Netzwerke
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Lernkarten
Was ist Subnetting?
RFC 950: Routing innerhalb von großen Teilnetzen
Was ist VPN?
- sichere Festverbindung mit Nutzung von IPsec Protokoll
- providerunabhängig
Nennen Sie alle OSI-Schichten und erläutern Sie kurz ihre Funktion.
Physical Layer (Bitübertragungsschicht)
Aufgabe: Übertragung des Datenstromes über das physikalische Medium
Einheiten: physikalische Datengrößen
Protokoll: Ethernet, TokenRing
Kopplungssegment: Hub, RepeaterData Link Layer (Sicherungsschicht)
Aufgabe: Zuverlässiger Paketdatenaustausch durch Daten-Aufteilung in Frames, Reihenfolge der Frames steuern, Verbindungen aktivieren/überwachen/deaktivieren, Übertragungsfehler erkennen,
Einheiten: Frames, Aufteilung nach MAC oder LLC
Protokoll: Ethernet, TokenRing, Adressierung
Kopplungssegment: Bridge, SwitchNetwork Layer (Netzwerkschicht)
Aufgabe: Vermittlungsschicht, Binärdatenpaketaustausch zwischen den Stationen, Überlast- und Flusskontrolle, verbindungslos und verbindungsorientiert
Einheiten: Pakete
Protokoll: IP, ARP, ICMP
Kopplungssegment: Router, Layer-3-SwitschTransport Layer (Transportschicht)
Aufgabe: sicherer Datentransport zwischen Endgeräten
Einheiten: Segmente (TCP) oder Datagramme (UDP)
Protokoll: TCP, UDP, DNS
Kopplungssegment: Gateway, ContentswitchSession Layer (Sitzungsschicht)
Aufgabe: Eröffnung/Durchführung/Beendigung einer geordneten Kommunikation
Einheiten: Daten
Protokoll: HTTP, SMTP, Telnet, FTP
Kopplungssegment: Gateway, ContentswitchPresentation Layer (Darstellungsschicht)
Aufgabe: Umwandlung von Code/Formate für die GUI
Einheiten: Daten
Protokoll: http, ftp, Telnet, SMTP
Kopplungssegment: Gateway, ContentswitchApplication Layer (Applikationsschicht)
Aufgabe: sorgt für Daten vom Programm/GUI
Einheiten: ftp, http, smtp, telnet
Protokoll: Daten
Kopplungssegment: Gateway, Contentswitch
VPN: Vorteile
- Sicherheit für Daten und Netze
- Globalisierung
- Dezentralisierung und Ausbau der Telearbeit
- günstig für zunehmenden Kostendruck
- zentrales Management von Daten und Applikationen
- Konvergenz der Netze, alles (Daten, Video, Sprache) über ein Netz
- Integration von Lieferanten und Partner in die eigenen Unternehmensprozesse
VPN: verwendete Protokolle
Layer 2: L2TP
Layer 3: IPSec
Layer 5 - 7: SSL, TLS
VPN, Tunnel:
Sichere Verbindungen innerhalb eines öffentlichen IP-Netzes
Offen nur am Anfang und am Ende, dazwischen perfekt abgeschirmt
VPN-Tunnel über Festverbindung, Wählverbindung und IP-Netzwerk
Authentifizierung der Teilnehmer
Erkennen und Ablehnen „nachgespielter“ Pakete (Antireplay)
Firewall: Definition und Aufgaben
= Komponentenzusammenstellung, die an zentraler Stelle zwischen 2 Netzwerken den Datenaustausch überwach
Aufgaben:
- Überprüfung der Datenpakete nach Regeln/Richtlinien
- Protokollierung und Alarmierung
- Erkennen und Abwehr von Einbruchsversuchen (Intrusion Prevention / Intrusion Detection)
- Schutz vor DOS
- IP-Masquerading (durchKombination aus PAT und NAT)
Firewall, Arten:
- Paketfilter: prüft IP-Adressen/Ports von Quelle und Ziel, Übertragungsprotokolle, MAC-Adressen
Nachteile: schwierige Listenverwaltung, schwierig bei dynamischer Port/Adressenvergabe (UDP) - Statefull-Packet-Inspection: richtungsabhängige dynamische Verbindungsfilterung von Quelle zum Ziel, unaufgeforderter Traffic wird geblockt,
Verfahren: Erst mal alles dicht, nur geforderte Ports für zulässige Verbindungen werden von Quelle zum Ziel nach Prüfung geöffnet, vom geschützten zum ungeschützten Netzwerk - Applicationgateway: prüft Inhalte auf Anwendungsebene durch spezifischen Dienst auf Gateway pro Anwendung,
- WebApplicationFirewall: durch Analyse/Filterung von http-Inhalten sind Vorgänge zwischen Browser/Server bekannt (= Vorteil ggü. Netzwerkfirewalls)
Nachteil: Preis, Konfiguration, Updates, statische Whitelist-URLs, logische Fehler erkennen bsp: Berechtigungen, bricht Verschlüsselung auf - NextGenerationFirewall: Applikationsklassifizierung und Nutzeridentifizierung über IP/Port, unabhängig von Tunneling/SSL
Unterschied zwischen VPN und Firewall:
Firewall: schützt ein Netzwerk vor unbefugtem Zugriff von außen.
VPN: ermöglicht autorisierten, verschlüsselten Zugang von außen in ein Netzwerk
Unterschied zwischen P2P und C/S...
P2P:
- gleichberechtigte (Senden und Empfangen von Daten) ähnliche Systeme kommunizieren direkt untereinander
- sind heterogen, nicht durchgehend verfügbar, signifikant autonom
ISO/OSI-Model: Abkürzung
Alle Priester saufen Tequila nach der Predigt (von 7 nach 1)
IPSec
- auf Layer 3, Netzwerkschicht
- sicheres Protokoll, Datenstromtransport, Sicherheit auf höherer Ebene, Sicherheit durch Verschlüsselung
- fest in IPV6 implementiert
- Vertraulichkeit, Authentizität und Integrität gewährleisten
Bridge udn Switch
Bridge: Netzwerkbrücke, transportprotokoll-unabhängig, auf Layer2, überträgt Broadcast
Switch: zentraler Verteiler in einem Netz (sternförmig), dient als Kollisionsvermeidung, kaskadierbar, auf Layer2
CSMA/CD:
Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection
Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionserkennung
bezeichnet ein asynchrones Protokoll, das den Zugriff verschiedener Stationen auf ein
gemeinsames Übertragungsmedium regelt
CIR
= Commited Information Rate
Hash
für Datenintegrität!
Einwegfunktion, die Fingerabdruck aus beliebigen Daten her stellt.
Verändern sich Ausgangsdaten, verändert sich auch der Hash
Daten aus Hash nicht rekonstruierbar
Haben feste Länge für beliebige Ausgangsdatenlänge
Verwendung: Signaturen, Datenintegritäten, Kennwortspeicherung, Prüfsummen bei Downloads, MAC, Virenscanner,
HashAlgos: MD5, SHA1
Schutzbedarfsanalyse
Schutzbedarf der Anwendungen/Systeme durch Fachbereich nach Verfügbarkeit/Vertraulichkeit/Integrität definiert
Bsp Webshop:
Integrität: Hash und signierte Transaktionen auf RORM-Datenträgern (für Revision)
Verfügbarkeit: Schutz gegen DOS
Vertraulichkeit: Transportverschlüsselung
Zertifikat
= elektronischer Ausweis, bestätigt die Assoziation zwischen PublicK, Name, und eMailadresse (mindestens) und werden mit dem PrivateKey der CA verschlüsselt
eMail mit digitaler Signatur
- gewährleistet Integrität (Unveränderte Form des Dokuments) und Authentifikation (Absender nachvollziehbar)
Vorgehen: Hash wird mit privateK vom Sender verschlüsselt, Empfänger entschlüsselt mit publicK und vergleich den Hash
Bsp: s/MIME
Nennen Sie ein datenorientiertes Protokoll und beschreiben Sie dieses kurz:
ist zuständig für die Auslieferung von Datenpaketen an die richtige Zielmaschine
ist die unterste logische Schicht des TCP/IP-Protokollstapels
ist wegen der unterschiedlichen Schichten unabhängig vom physikalischen Transportmedium
setzt auf das Netzwerkprotokoll von Layer 2 auf (z.B. Ethernet, Token Ring)
IPv6: Was machen privacy extensions? (5P)
Verhindern, dass ein Host anhand seiner IPv6-Adresse identifiziert werden kann
Funktionsweise: Der Host wechselt regelmäßig und zufällig seine Adresse.
RFC 4941 definiert "Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6“
Da die Erzeugung des Interface Identifiers aus der global eindeutigen MAC-Adresse die Nachverfolgung von Benutzern ermöglicht, wurden die Privacy Extensions (RFC 4941) entwickelt, um diese permanente Kopplung der Benutzeridentität an die IPv6-Adressen aufzuheben. Indem der Interface Identifier zufällig generiert wird und regelmäßig wechselt, soll ein Teil der Anonymität von IPv4 wiederhergestellt werden.
VLAN mögliche Angriffe (5P)
VLAN = Netzwerke werden nicht, wie weitgehend verbreitet, nach geografischen Gesichtspunkten, sondern nach logischen Aspekten konstruiert
Unternehmen können beispielsweise ein eigenes VLAN für die Finanz- und die Personalabteilung implementieren
Mögliche Angriffsvektoren
Überfluten mit MAC-Adressen (macof aus dsniff Tools)
o MAC-Tabelle läuft über => Umschalten auf die nächst schlechtere Betriebsart – Switch mutiert zum Hub – o sendet alle Pakete an alle Ports
Ungesicherte Trunking Ports
o Angreifer gibt sich als Switch aus und trunkt seine Ports selbst
o Echter Switch versucht den neuen Switch einzubinden und sendet ihm eine o Liste aller VLANs mit 802.1Q Tags
Manipulation über das Spanning Tree Protokoll
o Angreifer kann sich zur Root-Bridge im Baum ernennen und kann den Netzwerkaufbau ändern
Wie funktioniert Public key? Hier ist B und C richtig (3P)
wd
Sicherheitsorganisation ( Zuordnungsfrage)
Vorstands-Ebene
Zentrale Unternehmensebene
Zentraler Beauftragter für Informationssicherheit
Bereichs-Ebene
Zentraler IT-Service-Bereich
Umsetzungsebene
Leitung Informationssicherheit
Bereitstellungsebene
Organisation/Technik
Erklären Sie den Unterschied zwischen Datenschutz und Datensicherheit (6P)
Datenschutz = Gesamtheit der gesetzlichen und betrieblichen Maßnahmen zum Schutz der Rechte von Personen vor Verletzung der Vertraulichkeit und der Sicherheit des Informationshaushaltes
Datensicherheit
Verhinderung von Datenverlust, Datendiebstahl, Datenverfälschung
Gewährleistung von Vollständigkeit, Korrektheit der Daten
Nennen Sie 3 Sicherheitsprotokolle und ordnen Sie diese den entsprechenden OSI-Layern zu
TLS => Layer 5
IPsec => Layer 3
L2TP => Layer 2
Nennen Sie Vor und Nachteil der differentiellen Datensicherung und beschreiben Sie das Verfahren (6p)
- Differentielle Datensicherung
Datendifferenz (geändert oder neu) zur letzten Komplettsicherung, letzten Komplettsicherung wichtig, Differentielle Sicherungen nicht verkettet
Vorteil: reduzierter Speicherbedarf und Zeitersparnis ggü. Vollsicherung, simple Software, verschied. Sicherungsstände sind verkettet
Nachteil: für Komplettwiederherstellung ist aktuellste Vollsicherung + aktuellste Differenzsicherung nötig Inkrementelle Datensicherung
zuerst Vollsicherung und dann werden nur noch Inkremente (unterschiede zur letzten Vollsicherung) auf gleichem Medium gesichert
Vorteile: geringster Speicherplatz und geringste Bearbeitungszeit
Nachteil: verkettete InkrementeVollsicherung:
alle Daten (egal ob neu, unverändert, geändert) werden gesichert.
Vorteil: schnellste Komplettwiederherstellungszeit, nur ein Wiederherstellungsmedium wird benötigt => zuverlässig
Nachteil: benötigt den meisten Speicherplatz, längste Sicherungszeitaufwand
Netzwerkbild mehrstufige DMZ eines Hosting-Providers erklären und ergänzen (15p)
DMZ: demilitarisierte Zone als spezieller Bereich zwischen lokalem Netz und Internet, hier sitzen alle Rechner auf die vom unsicheren Internet zugegriffen werden soll
1. FW: Schutz vor DOS, IDS/IPS, Paketfilter, Portfilter
2. FW: WAF (bricht Verschlüsselung auf über DMZ-AD)
3. FW: normale Paketfilter/Portfilter-FW über eigene IP-Adresse, Schutz interner Kundenserver durch VLANs (logische Trennung) => Wireshark bsp. nutzlos
2 Verfahren für Passwort/Datenausspähung beschreiben (8p)
§ Ausspähen der Zugangsdaten (Key-Logger und Spyware)
Umleiten von Anfragen, XSS
§ Hacken von Servern (Backdoors und SQL-Injection)
§ Missbrauch von Zugriffsrechten (Interne Angreifer)
§ Verwendung der Default-Login-Daten eines Systems
§ Schlichtes Erfragen von Zugangsdaten (Social Engineering)
$ Phishing
4 Verfahren nennen und beschreiben, wie sich Unternehmen vor SPAM-Mails schützen können (12p)
Blacklist (Liste mit gesperrten Servern/Domains)
Whitelist (Liste mit erlaubten (vertrauenswürdingen) Servern/Domains
Greylist (erste E-Mail wird ignoriert, bei erneuter Anfrage wird angenommen)
SPF (Sender Policy Framework) (Arbeitet mit Reverse DNS Lookup – Nur autorisierte und
Dokumentierte Mailserver werden angenommen)
Benutzer sensibilisieren und Verhalten anpassen
Diffie-Hellmann: Warum ist es so schwer sich gegen man-in-the-middle Angriffe zu schützen, wenn sich alice und bob vorher noch nie gesehen haben und auch keine Schlüssel und Zertifikate besitzen; wie kann man dem entgegenwirken? (12P)
Unsicherheit der Signatur, da nicht authentifiziert
Da ein Angreifer, der zwischen den beiden Kommunikationspartnern sitzt, die übertragenen Werte abfangen und seinen Bedürfnissen anpassen kann.
Der Angreifer (Man-in-the-middle) kann somit die folgende symmetrisch verschlüsselte Kommunikation abhören. Alice und Bob bekommen von dem Man in the middle nichts mit, da der Angreifer die Pakete einfach weiterleitet.
Abhilfe: Austausch von CRCs über einen anderen Kanal. Z.B. SMS, Telefon, Post zur Authentisierung der Nachricht und um auszuschließen, dass ein Angreifer die Nachrichten abgefangen hat.
Berechnung Diffie Hellmann mit den Werten: p = 17, g = 11, Unterschrift Alice = 10, Antwort von Bob = 3, private key Alice = 5, was ist der gemeinsame Schlüssel? (kommt 5 raus) (10p)
qef
In der Sicherheitsinfrastruktur gibt es Sicherheitsziele und Sicherheitsdienste. Nennen Sie 4 Sicherheitsziele und erläutern sie (8p)
Höhere Ziele
1. Zurechenbarkeit
Ziel: Protokollierung, welche Benutzer welche Systemressourcen in Anspruch genommen haben
Verfahren: bauen auf Zugriffskontrolle und Nicht-Abstreitbarkeit auf
2. Datenauthentizität
Ziel: nachweisliche Garantie von Integrität und Herkunft von Information
Verfahren: Elektronische Unterschrift
3. Nicht-Abstreitbarkeit
Ziel: Gewährleistung, dass weder Absender noch Empfänger das Versenden (den Empfang) einer Meldung abstreiten
kann
Verfahren: Kombinierte Verfahren auf Basis von Authentifikation, Integrität und Bestätigungen
4. Zugriffskontrolle
Ziel: Benutzer dürfen ausschließlich jene Operationen (meist: Lesen/Schreiben/Ausführen von Dateien/Programmen)
verwenden, zu denen sie berechtigt (autorisiert) sind
Verfahren: basieren auf korrekter Authentifikation von Benutzern, Bsp: RBAC
Basisziele
1. Vertraulichkeit (Confidentiality) = Lesen des eigentlichen Inhalts für Unbefugte “praktisch” unmöglich machen
2. Authentifizierung (Authentication) = Identitätsbeweis des Senders einer Nachricht gegenüber dem Empfänger
3. Integrität (Integrity) = Eigenschaft, dass die Nachricht nicht verändert wurde
4. Verbindlichkeit (Non-Repudiation) = Der Empfänger kann den Nachweis erbringen, dass der Sender die Nachricht
mit identischem Inhalt abgeschickt hat (Leugnen zwecklos)
SSL-Verfahren erklären (TLS) im Bereich eines sicheren Web-Servers mit HTTPS, welche Verfahren muss man verwenden um SSL machen zu können (9p)
Syntaktisch ist HTTPS identisch mit dem Schema für HTTP, die zusätzliche Verschlüsselung der Daten geschieht mittels SSL/TLS:
Unter Verwendung des SSL-Handshake-Protokolls findet zunächst eine geschützte Identifikation und Authentifizierung der Kommunikationspartner statt. Anschließend wird mit Hilfe asymmetrischer Verschlüsselung oder des Diffie-Hellman-Schlüsselaustauschs ein gemeinsamer symmetrischer Sitzungsschlüssel ausgetauscht. Dieser wird schließlich zur Verschlüsselung der Nutzdaten verwendet.
Der Standard-Port für HTTPS-Verbindungen ist 443.
Hybridverschlüsselung
Kombination aus asymmetrischer und symmetrischer Verschlüsselung
Generierung eines zufälligen symmetrischen Sitzungs-Schlüssels (Session Key)
Der Session Key wird - geschützt mit dem asymmetrischen Schlüssel – übertragen
Die Nachricht wird - geschützt mit dem Session Key - übertragen
Problem : Man-in-the-middle Angriffe:
Gehört der öffentliche Schlüssel (Public Key) des Empfänger auch wirklich dem Empfänger?
Lösung: Digitale Zertifikate
Eine zentrale Instanz (z.B. VeriSign, Deutsche Bank PKI), der alle Benutzer trauen, garantiert die Authentizität des Zertifikates und des darin enthaltenen öffentlichen Schlüssels
Hybridverschlüsselung auf Basis von digitalen Zertifikaten ist die Grundlage für sichere elektronische Kommunikation, z.B.:
Internet Shopping und Online Banking
Sichere eMail