Keyboard shortcuts

Press ← or → to navigate between chapters

Press S or / to search in the book

Press ? to show this help

Press Esc to hide this help

Grundlagen

🧠 Tagesziel: Wir verstehen, welche TOM für Vertraulichkeit und Integrität dringend erforderlich sind, um:

a) Daten auf einem Endgerät abzusichern

b) Daten zwischen „Sender“ und „Empfänger“ zu übermitteln

TOM

-> 14 „Anforderungen an die Sicherheit der Datenverarbeitung“ nach § 64 BDSG

-> Wiederholung: Endgerätesicherheit, SYS.2.1 „Allgemeiner Client“

Authentifizierung vs Autorisierung

ZutrittZugangZugriff
-> Physisch-> Authentifizierung-> Autorisierung
-> Wohin?-> Wer?-> Berechtigungen?

📝❗ FiSi AP2 Konzeption Sommer 2024 Aufgabe 2

Zuordnungsaufgabe: Schutzmaßnahmen wie Datenträger verschlüsseln und Berechtigungskonzept auf Dateiebene den Schutzzielen Zutritts-, Zugangs- und Zugriffskontrolle zuordnen

💬❓ Welche Maßnahmen zur Authentifizierung und Autorisierung kennen Sie?

-> Methoden der Authentisierung (Authentifizierung)

📝❗ FiSi AP2 Analyse Winter 2025 Aufgabe 2 da+db

Passwortpolicy und zwei weitere Authentifizierungsmethoden (neben Wissen) für MFA

Verschlüsselung

-> Grundlagen aus LF4

Nach Einsatzzweck

Lokal:

  • Datenträgerverschlüsselung -> z.B. Bitlocker, Veracrypt, LUKS/cryptsetup
  • Dateiverschlüsselung -> z.B. GPG

Übertragung:

  • Transportverschlüsselung -> z.B. TLS
  • Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (E2E) -> z.B. GPG

🎨 Tafelbild: Transportverschlüsselung vs E2E — Strukturanalyse Mail

Nach Verfahren:

  • Symmetrisch -> z.B. AES, One-time pad
  • Asymmetrisch -> z.B. RSA, Elliptic Curve Cryptography
  • Hybrid

💬❓ Wie funktionieren Symmetrische und Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren?

💬❓ Welche Vor- und Nachteile haben Symmetrische und Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren?

Signaturen

💬❓ Was wissen Sie zum Thema Signaturen?

Beschreiben Sie Schutzziel und Funktionsweise.

💬❓ Welche Schlüssel werden bei Asymmetrischer Verschlüsselung und welche für Signaturen verwendet?

VerfahrenSenderEmpfängerBeispiel
Symmetrische VerschlüsselungS. verschlüsselt mit gemeinsamen SchlüsselE. entschlüsselt mit gemeinsamen Schlüssel
Asymmetrische VerschlüsselungS. verschlüsselt mit öffentlichen Schlüssel des EmpfängersE. entschlüsselt mit privaten Schlüssel des Empfängerssq encrypt -> sq decrypt
Digitale SignaturenS. signiert mit privatem Schlüssel des SendersE. verifiziert mit öffentlichen Schlüssel des Senderssq sign -> sq verify

Hash-Funktionen

💬❓ Was wissen Sie zum Thema Hash-Funktionen?

Welchen Zweck erfüllen Sie?

In welchem Zusammenhang zu Verschlüsselung und Signaturen stehen Hash-Funktionen?

-> Hashes sind keine Verschlüsselung!

-> Signaturen werden üblicherweise über den Hash der Daten berechnet

💬❓ Welche Anforderungen an kryptografisch starke Hash-Funktionen gibt es?

  • feste Länge des Hash-Werts
  • Urbildresistenz (Einweg-Funktion): aus dem Hash lässt sich keine Eingabe berechnen
  • zweite Urbildresistenz: zu einer bekannten Eingabe kein zweites Dokument mit demselben Hash finden
  • Kollisionsresistenz: überhaupt kein Paar verschiedener Eingaben mit demselben Hash finden

„Codierung“

💬❗ Was unterscheidet Codierungen (z.B. base64) von Verschlüsselung?

  • keine Schlüssel -> keine Verschlüsselung!

Schlüsselaustausch

💬❓ Was sind die „großen“ Herausforderungen beim korrekten Einsatz von Kryptographie?

Welche Lösungsansätze kennen Sie?

  1. Direkter Schlüsselaustausch (z.B. mittels QR-Code)
  2. Web-of-trust
  3. PKI -> CA

💻 Beispiel: „GPG-Mailverschlüsselung“ via Delta Chat

Zusammenfassung

Um Vertraulichkeit in vernetzten Systemen zu gewährleisten, sind mehrere TOM gemeinsam erforderlich. Welche technischen zusätzlich zu organisatorischen Maßnahmen erforderlich sind, zeigt uns die Strukturanalyse:

  • Um die Vertraulichkeit von Daten auf ausgeschalteten Geräten zu gewährleisten, sollten Datenträger vollständig verschlüsselt werden.
  • Um Nachrichteninhalte bei der Übertragung zu schützen, hilft Ende-zu-Ende-Verschlüsselung am „einfachsten“ ohne komplizierte Annahmen über die auf dem Transportweg vorhandenen Systeme machen zu müssen.
  • Transportverschlüsselung ist ein verbreiteter Kompromiss für Protokolle, die nicht von Anfang an für maximale Vertraulichkeit entwickelt wurden. Sie sollte zusätzlich zu E2E-Verschlüsselung eingesetzt werden, um Metadaten (From, To, Subject, …) auf dem Transportabschnitt zu verschlüsseln.
  • Verschlüsselung alleine ist nicht ausreichend. Zutritts-, Zugang- und Zugriffsschutz (Authentifizierung und Autorisierung) muss bei allen beteiligten Systemen angemessen umgesetzt werden. Das gilt für:
    • Laufende datenverarbeitende Systeme — solange Schlüssel im RAM liegen, wäre Verschlüsselung sonst einfach angreifbar.
    • Protokolle zum Datenaustausch müssen Authentifizierung und Autorisierung angemessen umsetzen.
  • Das Schlüsselaustausch-Problem ist nicht trivial und auch durch asymmetrische Verschlüsselung alleine nicht gelöst. Lösungen sind möglich und Inhalt der kommenden Unterrichtsstunden.