Sicherheit in Computernetzen

Präsentation zum Thema: "Sicherheit in Computernetzen"—  Präsentation transkript:

1 Sicherheit in Computernetzen
Proseminar Internetprotkolle WS 04/05 Teil 1 - Sebastian Jansen(242940)

2 Inhalt Merkmale sicherer Kommunikation Kryptographie - Grundlage sicheren Datenaustausches Authentifikation in Netzwerken

3 Einführung Merkmale sicherer Kommunikation

4 Was ist sichere Kommunikation?
Medium Nachricht Nachricht Sender Empfänger Geheimhaltung Authentifikation Integrität

5 Bedeutung sicherer Kommunikation
In Zeiten des Internets z.B. bei: eCommerce Onlinebanking sämtliche Login-Systeme (z.B. Campusoffice) Firmen-Netzwerke (z.B. Home-Office)

6 Gefahren und Angriffsmöglichkeiten
Beispiele Paket-Sniffing Mitlesen und auswerten der Daten der Sicherungsschicht IP-Spoofing Vortäuschen einer falschen IP-Adresse Denial-of-Service Überschütten eines Servers mit zu vielen Anfragen, sodaß dadurch das System überlastet wird. SYN-Flooding SMURF

7 Kryptographie Grundlage sicheren Datenaustausches

8 Was ist Kryptographie? Griechisch: = „verborgen schreiben“
„Wissenschaft vom Verschlüsseln“ Nachrichten (o.ä.) werden auf mathematischer Basis verschlüsselt Ver- und Entschlüsselung funktionieren mit einem (geheimen) Schlüssel Symmetric Key

9 Entstehung der Kryptographie
Caesar-Chiffre 2 Alphabete (Klartext- und Geheimtextalphabet) Elemente beider Alphabete werden durchnumeriert Verschlüsselungsfunktion (bijek. Abbildung):

10 Beispiel I N F O R M A T K 8 13 5 14 17 12 19 10 Verschlüsselung 11 16 8 17 20 15 3 22 13 L Q I R U P D W N

11 Weitere Entwicklung Problem: Nur 25 Möglichkeiten einfach zu knacken
Verbesserung: „monoalphabetisches Chiffre“ (26! Mögl.) Problem: Entschlüsselung über vage Informationen zum Inhalt, sowie Statistik zum Buchstabenvor- kommen, möglich Cipher-Text- Known-Plaintext Chosen-Plaintext Only Verbesserung: „polyalphabetisches Chiffre“

12 Data Encryption Standard
1977 veröffentlicht (64bit – davon 8 Paritätsbit) 1993 durch US Bureau of Standards aktualisiert Ziel: Vollständige Vermischung von Schlüssel & Daten 64bit-Eingabe L1 R1 f(L1, R1, K1) K1 L2 R2 f(L2, R2, K2) K2 L3 R3 f(L16, R16, K16) K16 L17 R17 56bit Schlüssel K1 – K16 jeweils 48bit des Schlüssels 64bit-Ausgabe

13 Asymetric-Key-Codierung
Bisher: gemeinsamer Schlüssel für En-/Decodierung Heutzutage: Problem des Schlüsselaustausches! Lösung? Public-Key-Codierung

14 Prinzip der Public-Key-Codierung
öffentlicher Schlüssel – jedem bekannt – verschlüsselt privater Schlüssel – geheim; nur Empfänger bekannt – entschlüsselt „Public Key“ „Private Key“ mit Private Key mit Public Key Chiffrierung e(m) senden e(m) Dechiffrierung d(e(m))= m MSG m Sender Empfänger

15 Probleme der Public-Key-Codierung
Public Key und Algorithmus bekannt Chosen-Plaintext-Attacke möglich Private Key darf nicht für andere zugänglich oder zu erraten sein Sonst Entschlüsselung natürlich möglich Identität des Senders nicht bestätigt Nachricht mit falschem Absender möglich

16 Bsp.: RSA-Algorithmus Wahl der Schlüssel basiert auf Zahlentheorie
(Primzahlen, Produkte von Primzahlen, etc.) Chiffrierung basierend auf modulo-n-Arithmetik Public Key (n,e) Private Key (n,d) Chiffrierung der Zahl m: Dechiffrierung von c:

17 Bsp.: RSA-Algorithmus p = 5 q = 7 n = 35 z = 24
e = 5 d = 29 [(5*29)-1]mod 24 = 0 c c^d c^d mod n 17 4, * 10^ R 14 1, * 10^ W 15 1, * 10^ T 26 1, * 10^ H m m^e m^e mod n R W T H

18 Key-Distribution-Center
KDC Generiert Sitzungs- Schlüssel R und Sendet K1(R) sowie K2(1,R) zurück Meldet geplante Kommunikation mit Client 2 Unter Benutzung von K1 Kann K2(1,R) nicht entschlüsseln und sendet es weiter Nun haben beide Clients R Client 1 Client 2

19 Zertifizierung CA Stellt mit Private Key Verschlüsseltes
Zertifikat aus Identifiziert sich einmal mit Infos und Public Key Entschlüsselt mit Public Key der CA das Zertifikat und kann somit die Echtheit des Public Key von Client 1 verifizieren Sendet zusätzlich zu seinem Public Key das Zertifikat mit Client 1 Client 2

20 Authentifikation in Netzwerken

21 Warum Authentifikation?
bei persönlichem Kontakt Identität des Gegenübers sichergestellt bei Datenverkehr z.B. über das Internet Identität des Gegenübers unklar Identität immens wichtig! Bsp. Online-Banking

22 Authentifikationsprotokolle
Client stellt Verbindung zu Server her Server initialisiert Authentifikationsprotokoll Server und Client authentifizieren sich Datenaustausch beginnt

23 AP 1.0 „Ich bin UserXY“ Client Server „Ich bin UserXY“ Eindringling

24 AP 2.0 „Ich bin UserXY“ IP-Adresse von XY Client Server
(IP-Spoofing) Eindringling

25 AP 3.0 „Ich bin UserXY“ Passwort von XY Client Server „Ich bin UserXY“
Eindringling

26 AP 3.1 „Ich bin UserXY“ verschlüsseltes Passwort von XY Client Server
reproduziertes Passwort von XY Eindringling

27 AP 4.0 „Ich bin UserXY“ Nonce R K(R) Client Server

28 Berechnet mit Public Key
AP 5.0 Sende mir Public Key „Ich bin UserXY“ Public Key e Nonce R d(R) Client Server Berechnet mit Public Key e(d(R))

29 Berechnet mit Public Key
AP 5.0 Sende mir Public Key „Ich bin UserXY“ Nonce R Client Server Public Key e‘ Berechnet mit Public Key e‘(d‘(R)) d‘(R) Eindringling

30 AP 5.0 – Man-in-the-middle Berechnet mit Public Key
Entschlüsselt Daten mit e Entschlüsselt Daten mit e‘ Verschlüsselt mit e und leitet sie weiter Simuliert Authentifikation und gewinnt e Sendet mit e‘ ver- Schlüsselte Daten Sende mir Public Key „Ich bin UserXY“ Nonce R Client Server Public Key e‘ „Ich bin UserXY“ Berechnet mit Public Key e‘(d‘(R)) d‘(R) Eindringling

31 F R A G E N ? ? ?