Table Of ContentDirk Fox
Marit Köhntopp
Andreas Pfitzmann (Hrsg.)
Verlässliche
IT-Systeme 2001
DuD-Fachbeiträge
herausgegeben von Andreas Pfitzmann, Helmut Reimer, Kar! Rihaczek
und Alexander Roßnagel
Die Buchreihe DuO-Fachbeiträge ergänzt die Zeitschrift DuD - Datenschutz und Daten
sicherheit in einem aktuellen und zukunftsträchtigen Gebiet, das für Wirtschaft, öffent
liche Verwaltung und Hochschulen gleichermaßen wichtig ist. Die Thematik verbindet
Informatik, Rechts-, Kommunikations-und Wirtschaftswissenschaften.
Den Lesern werden nicht nur fachlich ausgewiesene Beiträge der eigenen Disziplin ge
boten, sondern auch immer wieder Gelegenheit, Blicke über den fachlichen Zaun zu wer
fen. So steht die Buchreihe im Dienst eines interdisziplinären Dialogs, der die Kompetenz
hinsichtlich eines sicheren und verantwortungsvollen Umgangs mit der Informations
technik fördern möge.
Unter anderem sind erschienen:
Hans-fürgen Seelos Dogan Kesdogan
Informationssysteme und Datenschutz Privacy im Internet
im Krankenhaus
KaiMartius
Heinrich Rust Sicherheitsmanagement
Zuverlässigkeit und Verantwortung in TCP /IP-Netzen
Joachim Rieß Alexander Roßnagel
Regulierung und Datenschutz im Datenschutzaudit
europäischen Telekommunikationsrecht
Patrick Horster (Hrsg.)
Ulrich Seidel Systemsicherheit
Das Recht des elektronischen
Gunter Lepschies
Geschäftsverkehrs
E-Commerce und Hackerschutz
Günter Müller, Kai Rannenberg, Andreas Pfitzmann, Alexander Schill
Manfred Reitenspieß, Helmut Stiegler Andreas Westfeld, Gritta Wolf
Verläßliche IT-Systeme Mehrseitige Sicherheit
Kai Rannenberg in offenen Netzen
Zertifizierung mehrseitiger Helmut Bäumler (Hrsg.)
IT-Sicherheit E-Privacy
Hannes Federrath Patrick Horster (Hrsg.)
Sicherheit mobiler Kommunikation Kommunikationssicherheit
Volker Hammer im Zeichen des Internet
Die 2. Dimension der !I-Sicherheit Dirk Fox, Marlt Köhntopp,
Michael Sobirey Andreas Pfitzmann (Hrsg.)
Datenschutzorientiertes Verlässliche Ir-Systeme 2001
Intrusion Detection
Dirk Fox
Marit Köhntopp
Andreas Pfitzmann (Hrsg.)
Verlässliche
IT-Systeme 2001
Sicherheit in komplexen IT-Infrastrukturen
al
v1eweg
Die Deutsche Bibliothek-CIPEinheitsaufnahme
Ein Titeldatensatz für diese Publikation ist bei
Der Deutschen Bibliothek erhältlich.
1. Auflage September 2001
Alle Rechte vorbehalten
© Springer Fachmedien Wiesbaden 2001
Ursprünglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Velagsgesellschaft mbH, Braunschweig
/Wiesbaden, 2001
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 2001
www.vieweg.de
[email protected]
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Konzeption und Layout des Umschlags: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de
LengerichjWestf.
ISBN 978-3-663-05919-6 ISBN 978-3-663-05918-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-05918-9
Verliissliche IT-Svsteme-VIS 200/ V
Vorwort
Das Programm der sechsten Fachtagung der Fachgruppe "Verlässliche IT-Systeme" der Ge
sellschaft für Informatik steht für einen - schleichenden - Paradigmenwechsel in der IT
Sicherheit: Nicht grundsätzlich neue Lösungen, Verfahren, Protokolle oder Ansätze prägen
das Bild, sondern die Komplexität heutiger IT-Systeme wird zunehmend zur Herausforderung
für die IT-Sicherheit.
So sind die Sicherheit von Betriebssystemen und Protokollen sowie der Entwurf sicherer Sy
steme natürlich keine grundsätzlich neuen Fragestellungen - sie waren auch schon Thema der
ersten VIS-Tagung vor zehn Jahren. Angesichts von Standardbetriebssystemen mit einem
Umfang von mehreren hundert Megabyte, Protokollen wie dem Domain Name System (DNS)
oder Sicherheitsinfrastrukturen (wie PKis) mit Millionen Nutzern stellen sich die "alten Fra
gen" heute jedoch in einer gänzlich neuen Dimension.
Zwar ist das Thema IT-Sicherheit spätestens seit den öffentlich viel beachteten Börsengängen
von Produkt- und Lösungsanbietern in aller Munde. Tatsächlich aber sind wirtrotz gestiege
ner Sensibilität, erheblichen Investitionen und unzweifelhaften Fortschritten in Forschung und
Entwicklung heute dem Ziel sicherer IT-Infrastrukturen nicht viel näher als 1991 -dem Jahr
der ersten VIS-Konferenz.
Das liegt nicht nur an der Komplexität der IT-Systeme selbst. Auch die Fragestellungen der
IT-Sicherheit sind komplexer geworden. So ist neben die Perspektive der Systembelreiber die
der Nutzer und Bürger getreten: Mehrseitige Sicherheit lässt sich nicht auf die klassischen Si
cherheitsziele-Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität und Verfügbarkeil- reduzieren; da
neben sind Ziele wie beispielsweise Anonymität, Transparenz und Nutzerselbstbestimmung
zu berücksichtigen.
Und schließlich hat das Internet der Frage der Rechtsdurchsetzung in der "digitalen Welt"
nicht nur im Bereich des Datenschutzes eine neue Dimension verliehen: Die Markierung di
gitaler Daten zur Durchsetzung von Urheberrechten (Watermarking) und die "komplementä
re" Anwendung von Einbettungsverfahren zum Verstecken von Nutzdaten ("Steganographie")
sind zu eigenen Forschungsfeldern geworden.
Die Beiträge des vorliegenden Tagungsbandes, die in einem mehrstufigen Prozess vom wis
senschaftlichen Programmkomitee aus einer großen Zahl von Einreichungen ausgewählt wur
den, sind wichtige aktuelle Schritte hin zu einer sichereren Informationsgesellschaft, die täg
lich mehr von der Verfiigbarkeit, Verlässlichkeit und Vertrauenswürdigkeit komplexer IT
Systeme abhängt.
Unser Dank gilt daher vor allem den Autorinnen und Autoren für die Ausarbeitung der einge
reichten Beiträge, dem 40-köpfigen Programmkomitee für die sorgfältigen Reviews und
schließlich ganz besonders Frau Kaisa Mattila, der wir die redaktionelle Betreuung des vor
liegenden Bandes verdanken.
Wir hoffen, dass in zehn Jahren beim Rückblick auf die hier veröffentlichten aktuellen For
schungsergebnisse wieder der Eindruck dominiert: Es hat sich etwas bewegt.
Dirk Fox, Marit Köhntopp und Andreas Pfitzmann
Karlsruhe, Kiel und Dresden im August 200 I
Verlässliche IT-Systeme-VIS 2001 VII
Verlässliche IT- Systeme - VIS 2001
Sicherheit in komplexen IT-Infrastrukturen
Proceedings der GI-Fachtagung VIS 2001
12.-14.09.2001 in Kiel
Programmkomitee
H.-J. Appelrath, OFFIS. Oldenburg
H. Bäumler, Landesbeauftragter für den Datenschutz, Kiel
R. Baumgart, Secunet, Siegen
B. Baum-Waidner, Zürich
J. Biskup, Universität Dortmund
H. H. Brüggemann, Universität Hannover
A. Büllesbach, DaimlerChrysler AG, Stuttgart
D. Cerny, Köln
R. Dierstein, c/o DLR, Oberpfaffenhafen
M. Domke, GMD-AiS, Sankt Augustin
D. Fox, Secorvo, Karlsruhe (Vorsitz)
W. Gerhardt, TU Delft
R. Grimm, TU llmenau
M. Hegenbarth, T-Nova GmbH, Darmstadt
H.-W. Heibey, Berliner Datenschutzbeauftragter
P. Horster, Universität Klagenfurt
M. Köhntopp, Landeszentrum für Datenschutz, Kiel
P. Kraaibeek, Consecur, Meppen
H. Kurth, atsec, München
A. Lubinski, Universität Rostock
B. Müller, Bubenreuth
G. Müller, Universität Freiburg
I. Münch, BSI, Bonn
H. Petersen, Secorvo, Karlsruhe
A. Pfitzmann, TU Dresden (Vorsitz)
B. Pfitzmann, Universität des Saarlandes, Saarbrücken
H. Pohl, FH Bonn-Rhein-Sieg, St. Augustin
K. Pommerening, Universität Mainz
K. Rannenberg, Microsoft Research, Cambridge
M. Reitenspieß, Fujitsu Siemens Computer, München
A. W. Röhm, Universität Essen
A. Roßnagel, Universität Kassel
I. Schaumüller-Bichl, IT-Sicherheitsberatung, Linz
H. Stiegler, STI-Consulting, München
K. Vogel, BSI, Bonn
M. Waidner, IBM-Forschungslaboratorium, Zürich
G. Weck, INFODAS, Köln
Th. Wilke, Christian-Albrechts-Universität, Kiel
P. Wohlmacher, Universität Klagenfurt
T. Zieschang, Eurosec, Frankfurt
Leitung und Organisation der Tagung
Dr. Helmut Bäumler und Mari! Köhntopp, Unabhängiges Landeszentrum für Datenschutz, Schleswig-Holstein
VIII Dirk Fox, Marit Kiihntopp. Andreas Pfitzmann (Hr.1g.)
Inhalt
Vorwort ............................................................................................................................... V
Inhalt .............................................................................................................................. V Ill
Betriebssystem-Sicherheit
Birgit Pfitzmann, James Riordan, Christian Stühle, Michael Waidner, Arnd Weber
The PERSEUS System Architecture .................................................................................. 1
Sebastian Lehmann, Andreas Westfeld
Kapselung ausführbarer Binärdateien ................................................................................. 19
Anonymität, Identitätsmanagement
Dogan Kesdogan, Mark Boming, Michael Schmeink
Die Blinded-Read-Methode zum unbeobachtbaren Surfen im WWW ............................... 37
Marit Köhntopp
"Wie war doch gleich Ihr Name?" -Schritte zu einem umfassenden
Identitätsmanagement ......................................................................................................... 55
Uwe Jendricke, Daniela Gerd tom Markotten
Identitätsmanagement Einheiten und Systemarchitektur ................................................... 77
Stefan Pütz
Sicherheitsmechanismen in UMTS ..................................................................................... 87
Protokoll-und Systemsicherheit
Stefan Keim
Zur Sicherheit von DNS (DNSSEC) ................................................................................... l07
Matthias Baumgart, Heike Neumann, Niko Schweifzer
Faire Transaktionen mittels zeitlich beschränkter Münzen ................................................ 125
Gerrit Bleumer, Heinrich Krüger-Gebhard
Sicherheit moderner Frankiersysteme ................................................................................. 135
Catherine Meadows
Experiences in the Formal Analysis of the Group Domain of Interpretation Protocol.. .... 147
Verliissliche 17'~Svsteme-VJS 2001 IX
Entwurf sicherer Systeme
Jan Jürjens
Developing Secure Systems with UMLsec from Business Processes to Implementation .. 151
Thomas Hildmann
Vermeidung von Datenspuren bei smartcard-basierten Authentisierungssystemen ........... 163
Michael Hartmann, Sänke Museberg
Fail-Safe-Konzept für Public Key Infrastrukturen .............................................................. 179
Digitale Wasserzeichen
Jana Dittmann, Martin Steinebach, Ralf Steinmetz
Merkmale digitaler Aucliodaten zur Verwendung in inhaltsfragilen digitalen
Wasserzeichen .................................................................................................................... 193
Artur Dappa, Jana Dittmann, Martin Steinebach, Claus Vielhauer
Eine Sicherheitsarchitektur auf der Basis digitaler Wasserzeichen
und kryptagraphischer Ansätze ........................................................................................... 209
Steganographie
Elke Franz
Anpassung der Einbettungsoperation an die Charakteristik der Coverdaten ...................... 225
Andreas Westfeld
F5-ein steganographischer Algorithmus ........................................................................... 241
Die PERSEUS Systemarchitektur
Birgit Pfitzmann1, James Riordan2, Christian Stüble1
Michael Waidner2, Amd Weber3
1Universität des Saarlandes, {pfitzmann,stueble} @cs.uni-sb.de
2IBM Zurich Research Laboratory, {r ij, wmi}@ zurich.ibm.com
3Forschungszentrum Karlsruhe, [email protected]
Zusammenfassung
Sichere Anwendungen sind ohne ein sicheres Betriebssystem unmöglich. Wir zeigen auf, wie beste
hende Sicherheitsmechanismen wie kryptagraphische Protokolle oder Smartcards umgangen werden
können und präsentieren eine Systemarchitektur für eine allgemeine Sicherheitsplattform, die es Nut
zern ermöglicht, ihre vorhandenen Anwendungen bequem weiterzubenutzen. Das Design enthält alle
nötigen Dienste, um auch sichere Softwareinstallationen durch den Endbenutzer durchführen zu las
sen. Um eine verbreitete Applikationsschnittstelle zur Verfügung zu stellen, arbeitet das Perseus Sy
stem als Host, der als eine Clientapplikation ein existierendes Betriebssystem (Client OS) ausführt. Da
das Client OS alle nicht sicherheitskritischen Aufgaben übernimmt, können wir den Sicherheitskern
klein und überschaubar halten und legen damit den Grundstein für eine spätere Evaluation nach den
Common Criteria oder ITSEC.
Zum Schluss werden ein allgemeines Design und ein bestehender Prototyp des Perseus Systems vor
gestellt. Er basiert auf dem L4 Mikrokern-Interface und führt Linux als Client OS aus.
1 Einleitung
E-Commerce und andere Anwendungen auf offenen Rechnernetzen erfordern Integrität, Au
thentizität, Vertraulichkeit, Anonymität und Korrektheit, die nur mit sicheren Endbenutzersy
stemen zu garantieren sind. Obwohl die Forschung viele Ergebnisse zu sicheren Protokollen,
Kryptographie, Programmiersprachen, Benutzerschnittstellen, etc. hervorgebracht hat, basie
ren all diese Lösungen auf der korrekten und sicheren Funktion des darunter liegenden Sy
stems. Um solche Eigenschaften zu garantieren, insbesondere in einer potentiell unsicheren
Umgebung, wird offensichtlich eine neue Generation von Betriebssystemen benötigt.
Verbreiteten Betriebssystemen fehlen beispielsweise Mechanismen, um benutzerorientierte
Sicherheitspolitiken durchzusetzen (tatsächlich verfügen die meisten der verbreiteten Be
triebssysteme über gar keine Sicherheitsmechanismen). Hinzu kommen Design- und aus ihrer
Komplexität resultierenden Fehler, die es trotz regelmäßiger Administration und fundiertem
Hintergrundwissen unmöglich machen, einzelne Benutzer vor der Ausführung unsicherer
(bösartiger) Software zu schützen.
Regelmäßig werden neue Sicherheitslücken in verbreiteten Betriebssystemen bekannt, und
Viren wie z.B. der VBS!Loveletter Virus I und der Melissa Virus2 können aufgrundvon unzu
reichenden Sicherheitskonzepten signifikanten Schaden anrichten.
Benutzer führen fremde Programme auf ihren Systemen aus und installieren Softwarepro
dukte, die sie aus dem Internet von unbekannten (und potentiell bösartigen) Anbietern herun
tergeladen haben, ohne entscheiden zu können, ob ihre Handlungen sicherheitsrelevant sind
oder nicht. Einige Programme, wie z.B. Browser, arbeiten mit großen und komplexen Daten-
1 Geschätzter Schaden: 4-12$ Milliarden Schaden in über 20 Ländern [Adam_20001.
2 Die ICSAs Tippelt schätzt, dass Melissa ca. 1.2. Millionen Desktop Computer und ca. 53.000 Server in 7800
nordamerikanischen Firmen mit mindestens 200 PCs infiziert hat, und dass die Reparaturkosten sich auf
249$ Millionen bis 561$ Millionen belaufen.
