Seminarpräsentation

Seminar Neue
Techologien in Internet
und WWW
Sicherheit auf der Anwendungsschicht: HTTP mit SSL,
TLS und dabei verwendete Verfahren
Christian Raschka
[email protected]
Seminar Neue Internettechnologien – p.1
Gliederung
Einführung und Definition
Kurze Einordnung in
ISO-OSI-Referenzmodell
Kryptographische Verfahren
HTTP-Sicherheitsmechanismen (Geschichte)
Seminar Neue Internettechnologien – p.2
Gliederung [2]
SSL 3.0
Ziele
Eigenschaften
SSL Record Protocol
SSL Handshake Protocol
Unterschiede TLS
HTTPS und Proxies
Angriffe auf SSL
Praktische Aspekte
Seminar Neue Internettechnologien – p.3
Einführung
"Sicher ist, dass nichts sicher ist. Selbst das nicht." Ringelnatz
Am Anfang Forschungsnetz
d.h. schnelle Kommunikation einzelner Personen → kein großes
Gefahrenpotenzial
Mitterweile Millionen von anonymen Nutzern
d.h. Rapider Anstieg der Bedrohungen
Passive Angriffe
Alles Daten werden im Klartext übertragen, jeder der Zugriff auf einen
(Verbindungs-)Rechner hat, kann mitlesen
Aktive Angriffe (z.B. IP Spoofing, Port Scans, DNS Poisoning, (D)DoS . . . )
Seminar Neue Internettechnologien – p.4
Definition
Aus RFC 2246 (ietf.org):
"The protocol allows client/server applications to
communicate in a way that is designed to prevent
eavesdropping, tampering, or message forgery."
Schutz vor:
"Lauschen"
"Einmischen"
"Fälschen"
Seminar Neue Internettechnologien – p.5
Definition [2]
Aspekte von großer Bedeutung:
Verfügbarkeit
Datenintegration
Vertraulichkeit und Geheimhaltung
Authentifikation und
Autorisation
Anwendung:
E-Commerce (Kontonummern, Kreditkartennummern etc.)
Sichere Kommunikation
Virtuelle Private Netzwerke (VPN)
...
Seminar Neue Internettechnologien – p.6
Einordnung ins
TCP/IP Modell
7 Anwendungsschicht
6 Darstellungsschicht
Anwendungsschicht
5 Sitzungsschicht
4 Transportschicht
3 Vermittlungsschicht
2 Sicherungsschicht
1 Bitübertragungsschicht
ISO−OSI Referenzmodell
Transportschicht
IP−Schicht
Netzzugangsschicht
TCP/IP Schichtenmodell
HTTP
SSL
TCP
IP
Netzzugangsschicht
SSL als neue Sicherungsschicht
Seminar Neue Internettechnologien – p.7
Grundmodell der
Kryptographie
Alice
Angreifer
M
E
Bob
M
decrypt
encrypt
Klartext
Klartext
Chiffrat
k
K
Schlüssel
Schlüssel
(1)
Chiffrat E = encrypt(k, M )
(2)
Orginalnachricht M = decrypt(K, E)
Seminar Neue Internettechnologien – p.8
Symmetrische
Kryptographie
Beide Partner haben gleichen Schlüssel:
(3)
k=K
Vorteile
Nachteile
Einfache Verfahren
Schlüssel muss ausgetauscht werden
schnelle Ver- und Entschlüsselung
Sicherer Schlüsselaustausch schwierig
Verfahren:
DES (Data Encryption Standard)
IDEA (International Data Encryption Algorithm)
RC2 bis RC6 (Rivest Cipher)
AES (Advanced Encryption Standard)
Unterschiede in Aufwand und Sicherheit
Seminar Neue Internettechnologien – p.9
Asymmetrische
Kryptographie
Partner haben unterschiedlichen Schlüssel:
(4)
k 6= K
Vorteile
Nachteile
Kein Schlüsselaustausch nötig
langsame Ver- und Entschlüsselung
Autorisierung der öffentlichen
Schlüssel nicht einfach
Verfahren:
Diffie-Hellmann
RSA (Rivest, Shamir, Adleman)
El-Gamal
Beruhen auf Zahlentheoretischen Erkenntnissen
Seminar Neue Internettechnologien – p.10
Hybride
Verschlüsselung
Ziel: Ausnutzen der Vorteile beider Verfahren bei
Minimierung der Nachteile
Lösung:
Erzeugung eines einmaligen
Sitzungsschlüssel
Übertragung des Schlüssels mit Public-Key
Verfahren
Symmetrische Kommunikation mit Hilfe
dieses Schlüssels
Seminar Neue Internettechnologien – p.11
Geschichte
Basic Authentication für HTTP
einfache unverschlüsselte User/Password Abfrage
Digest Authentication für HTTP
Challenge-and-Response Protokoll mit Hash-verschlüsseltem Passwort
Secure HTTP
ähnlich SSL, jedoch schwieriger zu implementieren, siehe [RFC 2660]
SSL 2.0
Gleiches Prinzip wie heute, jedoch einige Mängel, vor allem in der Sicherheit
PCT (Private Communication Technology)
Microsofts Antwort, benötigte Zertifikatsmanager im Betriebssystem
Seminar Neue Internettechnologien – p.12
Secure Socket Layer
(SSL 3.0)
Zwei Hauptbestandteile:
SSL Handshake Protocol
Zum Aufbau der Verbindung, Austausch von wichtigen Daten
SSL Record Protocol
Zwei Dienste:
1. Verifikation bzw. Authentikation
2. Ver- bzw. Entschlüsselung
Dazu:
SSL ChangeCipherSpec
Zum Ändern der kryptographischen Parameter
SSL Alert Protocol
Für Fehlermeldungen
Seminar Neue Internettechnologien – p.13
SSL Handshake
Protocol
Client Client_Hello
Server
Server_Hello
Certificate
[Server_Key_Exchange]
[Certificate_Request]
Server_Hello_Done
Austausch von: Protokoll Version, Session ID,
Cuipher Siute, Kompressionsmethode, Zufallswerte
Server sendet sein Zertifikat
Server verlangt (optional) Clientzertifikat
zur Authentifizierung des Clients
[Certificate]
Client_Key_Exchange
[Certificate_Verify]
Change_Cipher_Spec
Finished
Change_Cipher_Spec
Client sendet sein Zertifikat
zusammen mit dem PreMasterSecret
Ciphersuite wird gewechselt und
der Handshake beendet
Die Übertragung beginnt
Finished
Seminar Neue Internettechnologien – p.14
SSL Record Protocol
HTTP−Daten
Fragmentierung
Typ Version Länge
Komprimierung (optional)
Typ Version Länge
Authentifizierung
Typ Version Länge
MAC
Verschlüsselung
Typ Version Länge
MAC Padding P. Länge
Seminar Neue Internettechnologien – p.15
Transport Layer
Security
Internet-Standard der IETF [RFC 2246], mit
geringen Änderungen:
Anzahl der Alert-Nachrichten
Nachrichten-Authentikation
Erzeugung des Schlüsselmaterials
CertificateVerify und Finished Nachrichten
Herausnahme der Fortezza-Ciphersuites
(SKIPJACK und KEA), weil geschützt und
nicht öffentlich
Seminar Neue Internettechnologien – p.16
Proxy-Server
Vermittlungsstelle bzw. Zwischenspeicher
Zweck:
Reduzierung der Datenmenge
Reduzierungen der Verbindungen zum Internet
Kosten-, Effizienz- und Sicherheitsgründe
Zwei Möglichkeiten der Proxysicherheit:
HTTPS-Proxying
SSL-Proxying
Internet
Intranet
Proxy−Server
Seminar Neue Internettechnologien – p.17
HTTPS-Proxying
Proxy dient als Schleuse
Vorteile
Nachteile
SSL-Konfiguration nur auf Server (1 mal)
Verbindung Client-Server ungesichert
Vorteile des Proxying bleiben erhalten
Engpässe durch hohe Netzlast
am Server möglich
keine Clientauthentifikation möglich
Sichere Umgebung
HTTP
Client
HTTPS
Primergy
angefragter
Server
Proxy−Server
Seminar Neue Internettechnologien – p.18
SSL-Proxying
Proxy wird getunnelt, d.h. übergangen
Vorteile
Nachteile
gesicherte Verbindung vom Client
Vorteile des Proxying gehen verloren
zum Internetserver
Keine SSL-Implementierung am Server
SSL-Konfiguration auf allen Clients
Clientauthentifikation möglich
Intranet
Primergy
HTTPS
angefragter
Server
Tunnel
Client
Proxy−Server
Seminar Neue Internettechnologien – p.19
Angriffe und
praktische Aspekte
Es gibt Angriffe, diese beziehen sich aber meist
auf Implementierung anstatt auf die
kryptographischen Verfahren:
Million Questions Angriff
Framespoofing
Cipher-Suite Rollback Angriff
SSL wichtigstes Sicherheitsprotokoll, mit breiter
Anwendung und Unterstützung, freie
Implementierung (www.openssl.org)
Gewährleistet gute Sicherheit
Seminar Neue Internettechnologien – p.20
Ausblick
Seminar Neue Internettechnologien – p.21