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IT-Sicherheit: Konzepte - Verfahren - Protokolle

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Bibliographic Details
Main Author:	Eckert, Claudia 1965- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin De Gruyter Oldenbourg [2018]
Edition:	10. Auflage
Series:	De Gruyter Oldenbourg Studium
Subjects:	Kryptologie Datenübertragung Datensicherung Computersicherheit Fachhochschul-/Hochschulausbildung IT security IT systems network security protocols IT-Sicherheit IT-Systeme Protokolle Netzwerksicherheit
Online Access:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XVII, 1004 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783110551587 3110551586

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adam_text	INHALTS VERZEICHNI S 1 EINFUEHRUNG 1 1.1 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE............................................................... 3 1.2 SCHUTZZIELE.................................................................................. 7 1.3 SCHWACHSTELLEN, BEDROHUNGEN, ANGRIFFE ................................ 15 1.3.1 BEDROHUNGEN............................................................................... 17 1.3.2 ANGRIFFS- UND ANGREIFER-TYPEN ............................................... 18 1.3.3 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN ............................................. 25 1.4 COMPUTER FORENSIK....................................................................... 30 1.5 SICHERHEITSRICHTLINIE.................................................................. 31 1.6 SICHERHEITSINFRASTRUKTUR............................................................ 34 2 SPEZIELLE BEDROHUNGEN 43 2.1 EINFUEHRUNG.................................................................................. 43 2.2 BUFFER-OVERFLOW ........................................................................ 45 2.2.1 EINFUEHRUNG.................................................................................. 46 2.2.2 A N G RIFFE ..................................................................................... 48 2.2.3 GEGENMASSNAHMEN..................................................................... 51 2.3 COMPUTERVIREN............................................................................ 54 2.3.1 E IG EN SCH AFTEN ........................................................................... 54 2.3.2 V IREN-TYPEN............................................................................... 56 2.3.3 GEGENMASSNAHMEN ..................................................................... 63 2.4 W UE R M E R ..................................................................................... 65 2.5 TROJANISCHES P F E R D ..................................................................... 71 2.5.1 E IG EN SCH AFTEN ........................................................................... 71 2.5.2 GEGENMASSNAHMEN..................................................................... 73 2.6 BOT-NETZE UND S P AM .................................................................. 75 2.6.1 B O T-N E TZ E .................................................................................. 75 2.6.2 S P A M ........................................................................................... 77 2.7 MOBILE A P P S ............................................................................... 79 2.7.1 SICHERHEITSBEDROHUNGEN............................................................ 80 2.7.2 GEGENMASSNAHMEN ..................................................................... 82 2.8 MELTDOWN- UND SPECTRE-ANGRIFFSKLASSEN ................................ 83 2.8.1 EINFUEHRUNG................................................................................... 83 2.8.2 B AC K G RO U N D ............................................................................... 85 2.8.3 ANGRIFFSKLASSEN ......................................................................... 88 3 INTERNET-(UN)SICHERHEIT 97 3.1 EINFUEHRUNG.................................................................................. 97 3.2 INTEMET-PROTOKOLLFAMILIE............................................................ 99 3.2.1 ISO/OSI-REFERENZMODELL......................................................... 99 3.2.2 DAS TCP/IP-REFERENZMODELL ...................................................... 105 3.2.3 DAS INTERNET-PROTOKOLL I P ............................................................ 107 3.2.4 DAS TRANSMISSION CONTROL PROTOKOLL TCP ................................ 113 3.2.5 DAS USER DATAGRAM PROTOCOL UDP .............................................115 3.2.6 DHCP UND N A T ............................................................................ 116 3.3 SICHERHEITSPROBLEME....................................................................... 119 3.3.1 SICHERHEITSPROBLEME VON I P ......................................................... 119 3.3.2 SICHERHEITSPROBLEME VON I C M P ...................................................125 3.3.3 SICHERHEITSPROBLEME VON A R P ...................................................... 127 3.3.4 SICHERHEITSPROBLEME MIT I P V 6 ...................................................... 128 3.3.5 SICHERHEITSPROBLEME VON UDP UND TCP ................................... 130 3.4 SICHERHEITSPROBLEME VON N ETZD IEN STEN ...................................... 134 3.4.1 DOMAIN NAME SERVICE (D N S ) ...................................................... 135 3.4.2 NETWORK FILE SYSTEM (N F S ) ......................................................... 140 3.4.3 WEITERE D IE N S TE ............................................................................ 146 3.5 W EB-A NW ENDUNGEN......................................................................150 3.5.1 WORLD WIDE WEB (W W W ) ............................................................ 151 3.5.2 SICHERHEITSPROBLEME......................................................................157 3.5.3 OWASP TOP-TEN SICHERHEITSPROBLEM E ...................................... 163 4 SECURITY ENGINEERING 171 4.1 ENTWICKLUNGSPROZESS......................................................................172 4.1.1 ALLGEMEINE KONSTRUKTIONSPRINZIPIEN ..........................................172 4.1.2 P H A S E N ............................................................................................173 4.1.3 BSI-SICHERHEITSPROZESS ................................................................174 4.2 STRUKTURANALYSE ............................................................................ 177 4.3 SCHUTZBEDARFSERMITTLUNG ............................................................... 179 4.3.1 SCHADENSSZENARIEN......................................................................... 179 4.3.2 SCHUTZBEDARF .................................................................................. 182 4.4 BEDROHUNGSANALYSE ......................................................................184 4.4.1 BEDROHUNGSMATRIX......................................................................... 184 4.4.2 BEDROHUNGSBAUM ......................................................................... 186 4.5 RISIKOANALYSE ............................................................................... 191 4.5.1 A TTRIBUTIERUNG ............................................................................... 192 4.5.2 PENETRATIONSTESTS............................................................................ 197 4.6 SICHERHEITSARCHITEKTUR UND B ETRIEB................................................199 4.6.1 SICHERHEITSSTRATEGIE UND SICHERHEITSM ODELL................................199 4.6.2 SYSTEMARCHITEKTUR UND V ALID IERU N G ............................................ 200 4.6.3 AUFRECHTERHALTUNG IM LAUFENDEN BETRIEB ...................................200 4.7 SICHERHEITSGRUNDFUNKTIONEN.........................................................201 4.8 REALISIERUNG DER GRUNDFUNKTIONEN ............................................... 205 4.9 SECURITY DEVELOPMENT LIFECYCLE (S D L )......................................207 4.9.1 DIE ENTWICKLUNGSPHASEN................................................................208 4.9.2 BEDROHUNGS- UND RISIKOANALYSE .................................................. 209 5 BEWERTUNGSKRITERIEN 213 5.1 TCSEC-KRITERIEN ........................................................................ 213 5.1.1 SICHERHEITSSTUFEN ........................................................................... 214 5.1.2 KRITIK AM ORANGE B O O K ...............................................................215 5.2 IT-KRITERIEN ..................................................................................216 5.2.1 MECHANISMEN ...............................................................................217 5.2.2 FUNKTIONSKLASSEN ........................................................................... 218 5.2.3 QUALITAET........................................................................................... 218 5.3 ITSEC-KRITERIEN ........................................................................... 219 5.3.1 EVALUATIONSSTUFEN ........................................................................ 220 5.3.2 QUALITAET UND B EW ERTU N G ...............................................................221 5.4 COMMON CRITERIA ........................................................................ 222 5.4.1 UEBERBLICK UEBER DIE C C ...................................................................223 5.4.2 CC-FUNKTIONSKLASSEN .................................................................. 227 5.4.3 SCHUTZPROFILE..................................................................................229 5.4.4 VERTRAUENSWUERDIGKEITSKLASSEN ..................................................... 232 5.5 ZERTIFIZIERUNG .................................................................................. 237 6 SICHERHEITSMODELLE 239 6.1 M ODELL-KLASSIFIKATION.................................................................. 239 6.1.1 OBJEKTE UND S U B JE K TE .................................................................. 240 6.1.2 Z UGRIFFSRECHTE...............................................................................241 6.1.3 ZUGRIFFSBESCHRAENKUNGEN...............................................................242 6.1.4 SICHERHEITSSTRATEGIEN ..................................................................... 242 6.2 ZUGRIFFSKONTROLLMODELLE................................................................244 6.2.1 ZUGRIFFSMATRIX-MODELL.................................................................. 244 6.2.2 ROLLENBASIERTE M O D E LLE ...............................................................252 6.2.3 CHINESE-WALL MODELL .................................................................. 260 6.2.4 BELL-LAPADULA M O D E LL.................................................................. 265 6.3 INFORMATIONSFLUSSMODELLE............................................................272 6.3.1 VERBANDS-MODELL............................................................................ 272 6.4 FAZIT UND A USBLICK ........................................................................ 275 7 KRYPTOGRAFISCHE VERFAHREN 279 7.1 EINFUEHRUNG..................................................................................... 279 7.2 STEGANOGRAFIE.................................................................................. 281 7.2.1 LINGUISTISCHE STEGANOGRAFIE.........................................................282 7.2.2 TECHNISCHE STEGANOGRAFIE............................................................ 283 7.3 GRUNDLAGEN KRYPTOGRAFISCHER V ERFAHREN ...................................... 285 7.3.1 KRYPTOGRAFISCHE SYSTEME ............................................................ 285 7.3.2 ANFORDERUNGEN............................................................................... 290 7.4 INFORM ATIONSTHEORIE ..................................................................... 291 7.4.1 STOCHASTISCHE UND KRYPTOGRAFISCHE KANAELE .................................... 291 7.4.2 ENTROPIE UND REDUNDANZ ............................................................... 293 7.4.3 SICHERHEIT KRYPTOGRAFISCHER SYSTEME ............................................ 295 7.5 SYMMETRISCHE VERFAHREN ............................................................... 300 7.5.1 PERMUTATION UND S U B STITU TIO N ......................................................300 7.5.2 BLOCK- UND STROM CHIFFREN............................................................ 302 7.5.3 BETRIEBSMODI VON BLOCKCHIFFREN...................................................308 7.5.4 DATA ENCRYPTION S TAN D A RD ............................................................ 317 7.5.5 A E S ...............................................................................................326 7.6 ASYMMETRISCHE V ERFAHREN............................................................ 331 7.6.1 E IG EN SCH AFTEN ............................................................................... 331 7.6.2 DAS RSA -V ERFAHREN ..................................................................... 335 7.7 ELLIPTISCHE KURVEN KRYPTOGRAFIE (E G G ) ...................................... 347 7.7.1 GRUNDLAGEN..................................................................................... 348 7.7.2 EINSATZ ELLIPTISCHER KURVEN .........................................................353 7.8 K RYPTOANALYSE............................................................................... 358 7.8.1 KLASSEN KRYPTOGRAFISCHER A NGRIFFE ............................................... 358 7.8.2 SUBSTITUTIONSCHIFFREN ..................................................................... 360 7.8.3 DIFFERENTIELLE KRYPTOANALYSE.........................................................362 7.8.4 LINEARE KRYPTOANALYSE .................................................................. 363 8 HASHFUNKTIONEN UND ELEKTRONISCHE SIGNATUREN 365 8.1 H ASHFUNKTIONEN............................................................................365 8.1.1 GRUNDLAGEN..................................................................................... 366 8.1.2 BLOCKCHIFFREN-BASIERTE H ASHFUNKTIONEN ...................................... 372 8.1.3 DEDIZIERTE HASHFUNKTIONEN ..........................................................373 8.1.4 MESSAGE AUTHENTICATION C O D E ......................................................376 8.2 ELEKTRONISCHE SIGNATUREN .............................................................380 8.2.1 ANFORDERUNGEN............................................................................... 381 8.2.2 ERSTELLUNG ELEKTRONISCHER SIGNATUREN ......................................... 382 8.2.3 DIGITALER SIGNATURSTANDARD ( D S S ) ............................................... 386 8.2.4 RECHTLICHE R A H M E N ..................................................................... 390 9 SCHLUESSELMANAGEMENT 397 9.1 ZERTIFIZIERUNG.................................................................................. 397 9.1.1 Z E RTIFIK A TE .....................................................................................398 9.1.2 ZERTIFIZIERUNGSSTELLE..................................................................... 399 9.1.3 PUBLIC-KEY INFRASTRUKTUR...............................................................403 9.2 SCHLUESSELERZEUGUNG UND -AUFBEWAHRUNG ...................................... 410 9.2.1 SCHLUESSELERZEUGUNG.....................................................................410 9.2.2 SCHLUESSELSPEICHERUNG UND-VERNICHTUNG......................................412 9.3 SCHLUESSELAUSTAUSCH.........................................................................415 9.3.1 SCHLUESSELHIERARCHIE ..................................................................... 416 9.3.2 NAIVES AUSTAUSCHPROTOKOLL ........................................................ 418 9.3.3 PROTOKOLL MIT SYMMETRISCHEN VERFAHREN......................................420 9.3.4 PROTOKOLL MIT ASYMMETRISCHEN V ERFAH REN .................................. 423 9.3.5 LEITLINIEN FUER DIE PROTOKOLLENTWICKLUNG......................................425 9.3.6 DIFFIE-HELLMAN V ERFAH REN ............................................................428 9.4 SCHLUESSELRUECKGEWINNUNG ............................................................... 435 9.4.1 S YSTEM M ODELL .............................................................................. 436 9.4.2 GRENZEN UND R ISIKEN.....................................................................439 10 AUTHENTIFIKATION 443 10.1 EINFUEHRUNG.....................................................................................443 10.2 AUTHENTIFIKATION DURCH W ISSEN ..................................................... 445 10.2.1 PASSWORTVERFAHREN........................................................................ 446 10.2.2 AUTHENTIFIKATION IN U N IX ...............................................................459 10.2.3 CHALLENGE-RESPONSE-VERFAHREN .................................................. 465 10.2.4 ZERO-KNOWLEDGE-VERFAHREN ........................................................ 469 10.3 BIOMETRIE ..................................................................................... 472 10.3.1 EINFUEHRUNG.....................................................................................472 10.3.2 BIOMETRISCHE TECHNIKEN...............................................................474 10.3.3 BIOMETRISCHE AUTHENTIFIKATION ..................................................... 477 10.3.4 FALLBEISPIEL: FINGERABDRUCKERKENNUNG.........................................480 10.3.5 SICHERHEIT BIOMETRISCHER T ECHNIKEN............................................482 10.4 AUTHENTIFIKATION IN VERTEILTEN SYSTEM EN ...................................... 486 10.4.1 R A D IU S ........................................................................................486 10.4.2 KERBEROS-AUTHENTIFIKATIONSSYSTEM............................................... 491 11 DIGITALE IDENTITAET 503 11.1 SM ARTCARDS.....................................................................................503 11.1.1 SMARTCARD-ARCHITEKTUR.................................................................. 504 11.1.2 BETRIEBSSYSTEM UND SICHERHEITSMECHANISMEN ............................ 507 11.1.3 SMARTCARD-SICHERHEIT..................................................................... 510 11.2 ELEKTRONISCHE IDENTIFIKATIONSAUSWEISE ........................................ 515 11.2.1 ELEKTRONISCHER REISEPASS ( E P A S S ) ............................................... 515 11.2.2 PERSONALAUSW EIS............................................................................535 11.3 UNIVERSAL SECOND FACTOR AUTHENTICATION .................................. 554 11.3.1 REGISTRIERUNG EINES U 2F-D EVICES ............................................... 556 11.3.2 LOGIN BEIM W EB-D IENST ............................................................... 559 11.3.3 SICHERHEITSBETRACHTUNGEN ............................................................ 563 11.3.4 U2F-PROTOKOLL VERSUS ELD -FUNKTION ............................................ 570 11.4 TRUSTED COMPUTING ..................................................................... 573 11.4.1 TRUSTED COMPUTING PLATFORM A LLIANCE.........................................574 11.4.2 TCG-ARCHITEKTUR............................................................................575 11.4.3 T P M 1 .2 ........................................................................................ 580 11.4.4 SICHERES B O O TE N ............................................................................594 11.5 PHYSICALLY UNCLONABLE FUNCTIONS (PU F) ..................................... 604 11.5.1 EINFUEHRUNG..................................................................................... 605 11.5.2 EINSATZ VON PUFS IN SICHERHEITSPROTOKOLLEN ............................... 610 11.5.3 SICHERHEITSUNTERSUCHUNGEN VON P U F S ......................................... 613 12 ZUGRIFFSKONTROLLE 615 12.1 E IN LE ITU N G ..................................................................................... 615 12.2 SPEICHERSCHUTZ............................................................................... 616 12.2.1 BETRIEBSMODI UND A DRESSRAEUM E .................................................. 616 12.2.2 VIRTUELLER S PEICHER.........................................................................618 12.3 O BJEKTSCHUTZ.................................................................................. 622 12.3.1 ZUGRIFFSKONTROLLLISTEN .................................................................. 623 12.3.2 ZUGRIFFSAUSWEISE............................................................................627 12.4 ZUGRIFFSKONTROLLE IN U N I X ............................................................ 632 12.4.1 IDENTIFIKATION.................................................................................. 632 12.4.2 R ECHTEVERGABE............................................................................... 633 12.4.3 ZUGRIFFSKONTROLLE............................................................................638 12.5 SYSTEMBESTIMMTE ZUGRIFFSKONTROLLE ............................................ 642 12.6 SERVICE-ORIENTIERTE ARCHITEKTUR ...................................................644 12.6.1 KONZEPTE UND SICHERHEITSANFORDERUNGEN ...................................644 12.6.2 WEB-SERVICES ...............................................................................647 12.6.3 WEB-SERVICE SICHERHEITSSTANDARDS ............................................... 649 12.6.4 S A M L ............................................................................................656 13 FALLSTUDIEN: IOS-ECOSYSTEM UND WINDOWSLO 663 13.1 IOS-ECOSYSTEM............................................................................... 663 13.1.1 IOS-SICHERHEITSARCHITEKTUR IM UE B E RB LIC K ...................................664 13.1.2 SICHERE E N K LA V E ............................................................................666 13.1.3 TOUCH I D ........................................................................................ 667 13.1.4 SYSTEMSICHERHEIT........................................................................... 669 13.1.5 P ASSCO D E........................................................................................671 13.1.6 DATEISCHUTZ.....................................................................................671 13.1.7 K E Y B A G S ........................................................................................680 13.1.8 KEY CH A IN ........................................................................................682 13.1.9 APP-SICHERHEIT .............................................................................. 683 13.1.10 APPLE P A Y .....................................................................................686 13.1.11 HOM EK IT-FRAM EW ORK..................................................................691 13.2 WINDOWS 1 0 .................................................................................695 13.2.1 ARCHITEKTUR-UEBERBLICK..................................................................695 13.2.2 SICHERHEITS-SUBSYSTEM..................................................................699 13.2.3 DATENSTRUKTUREN ZUR ZUGRIFFSKONTROLLE.........................................702 13.2.4 ZUGRIFFSKONTROLLE ........................................................................... 707 13.2.5 ENCRYPTING FILE SYSTEM (E F S ) ..................................................... 709 14 SICHERHEIT IN NETZEN 715 14.1 FIREWALL-TECHNOLOGIE ..................................................................716 14.1.1 EINFUEHRUNG.....................................................................................716 14.1.2 P A K E TFILTE R.....................................................................................719 14.1.3 PROXY-FIREWALL .............................................................................. 728 14.1.4 APPLIKATIONSFILTER ........................................................................ 731 14.1.5 ARCHITEKTUREN .............................................................................. 734 14.2 SICHERE KOMMUNIKATION..............................................................740 14.2.1 VERSCHLUESSELUNGS-LAYER...............................................................741 14.2.2 VIRTUAL PRIVATE NETWORK ( V P N ) .................................................. 747 14.3 IP S E C ............................................................................................. 751 14.3.1 UEBERBLICK........................................................................................753 14.3.2 SECURITY ASSOCIATION UND POLICY-DATENBANK ............................ 755 14.3.3 AH-PROTOKOLL..................................................................................760 14.3.4 E SP-PROTOKOLL .............................................................................. 763 14.3.5 SCHLUESSELAUSTAUSCHPROTOKOLL I K E .................................................767 14.3.6 SICHERHEIT VON IP S EC.....................................................................772 14.4 T L S/SSL ....................................................................................... 778 14.4.1 UEBERBLICK........................................................................................779 14.4.2 HANDSHAKE-PROTOKOLL..................................................................... 781 14.4.3 RECORD-PROTOKOLL 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