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  • Zeitenwende in der IT-Sicherheit

    Zeitenwende in der IT-Sicherheit

    Podiumsdiskussion auf der PITS (Public IT-Security Conferene) in Berlin über die Zeitenwende in der IT-Sicherheit im geostrategischen Kontext. Unsere Positionen schon vorab im Cisco Blog und im Folgenden als Reprint.


    Olaf Scholz formulierte: „Der 24. Februar diesen Jahres markiert eine Zeitenwende in der Geschichte unseres Kontinents” – eine sicherlich zutreffende Einschätzung. Daraus resultiert dann auch eine weitere Fragestellung: Brauchen wir eine adäquate Zeitenwende in der IT-Sicherheit?

    Dazu kann man zunächst feststellen: Olaf Scholz bezieht sich in seiner Feststellung auf die politische Zeitenwende, also auf eine disruptive Veränderung des Handeln politischer Akteure. Und diese Handlungsveränderung bezieht sich auch auf den Einsatz von digitalen Wirkmitteln – in Form von Cyberangriffen und digitaler Propaganda (Gerasimov Doktrin).
    Ist diese disruptive Veränderung auch in der Ausprägung der Technologie sichtbar? Aus unserer Sicht nicht. Die Analysten der „Threat Intelligence“ Organisation TALOS haben festgestellt, dass die eingesetzten Techniken zwar einer kontinuierlichen Weiterentwicklung unterliegen – wie es bei jeder Technologie der Fall ist – die disruptive Veränderung ist aber auf die Nutzung beschränkt. In der Kombination dieser beiden Erkenntnisse entsteht dennoch Handlungsbedarf.

    Die festgestellte Zeitenwende erzeugt Unsicherheit, auch im Kontext der IT-Sicherheit und der Möglichkeit des IT-Angriffes auf unsere Kritischen Infrastrukturen. Dazu muss eine eindeutige politische Strategie zum Umgang mit IT-Angriffen in hybrider Kriegsführung definiert und transparent kommuniziert sein.

    Im Nachdenken über hybride Kriegsführung wird leider zu oft auf die Akteure fokussiert. Diese sind zwar für den Einsatz von IT-Wirkmitteln verantwortlich, die Unterschiede in den technischen Fähigkeiten sind – abgesehen von den Möglichkeiten zur Manipulation von IT-Lieferketten – eher als gering einzuschätzen. Auch die präventiven Massnahmen zum Schutz vor IT-Angriffen aus hybrider Kriegsführung sind analog zu denen vor IT-Angriffen der organisierten Kriminalität. Wer angreift, ist sekundär – was angegriffen wird sollte hingegen die Überlegungen dominieren. Das signifikante Defizit in der Betrachtung liegt in einem transparenten Risikomanagement und in der Planung der Massnahmen zur Bewältigung eines Angriffes. In den wenigsten Organisationen existieren Krisenpläne. Übungen werden äusserst selten durchgeführt und die meisten Organisationen stützen sich in der Ressourcenplanung einer Krisensituation auf dieselben externen Ressourcen wie im Normalbetrieb ab. Es besteht die grosse Gefahr, dass im Falle eines breiten Angriffs auf unsere Organisationen die IT-Ressourcen Deutschlands überladen werden.

    Deshalb ist es notwendig, alle handelnden Akteure aus Politik, innerer & äußerer Sicherheit und vor allem der zivilen IT in ein transparentes Präventions- und Bewältigungskonzept einzubinden, welches die klassischen Führungsprinzipien der Lagefeststellung, -beurteilung, Entscheidung, sowie der Planung und Handlung abbildet.

    Entscheidungen über Präventions- und Bewältigungsstrategien haben naturbedingt einen Einfluss auf die IT-Services und damit auf die Leistungserbringung in den Organisationen von KRITIS und Verwaltung. Diese in „Service Level Agreements“ auszuformulieren und den Einfluss sicherheitsbedingter Entscheidungen auf diese zu verantworten könnte in der zukünftigen Aufgabe des BSI verankert werden.

    Unsere bestehenden IT-Infrastrukturen werden in Zukunft noch stärker als Kommunikationsmittel zur Digitalen Propaganda missbraucht. Ihre wesentlichen Wirkmittel – Verleumdung, Desinformation und Emotionalisierung – bleiben in der digitalen Version von Flugblättern und Lautsprecherwagen erhalten. Nachhaltiger Schutz vor Propaganda kann nur durch Vertrauen in unseren Staat sowie eine hohe Medien- und Digitalkompetenz aller Bürger gewährleistet werden, nicht durch technische Massnahmen und Regeln. Dabei ist die digitale Kompetenz aller Nutzer eine grundlegende Voraussetzung.

    In dieser schwierigen Situation setzt Cisco in Deutschland sein Wissen, seine Innovations- und seine Realisierungskraft zum Schutz der IT-Netze und der darauf aufbauenden Infrastrukturen in Deutschland ein. Wir unterstützen mit unserer Network Academy die Teilhabe der Bürger Deutschlands an der digitalen Innovation. Cisco bekennt sich zur freiheitlich demokratischen Grundordnung Deutschlands und zum verantwortungsvollen Umgang mit Informationen.

  • Der Westen kann verschwinden

    Die Verbindung zwischen Gesellschaft und Wirtschaft – in der derzeitigen Situation wird sie, und das Risiko welches sie beinhaltet, leider deutlich sichtbar. Warum kommt mir nur gerade jetzt das Work “spätrömische Dekadenz” in den Sinn?

    Referenz: Tagesspiegel Artikel vom 01.09.2022

  • Flughafensicherheit

    Samstag in BER, Sonntags in HEL den Securitycheck durchlaufen. 3 kleine Verbesserungen in HEL machen einen Riesenunterschied:

    1. Ich kann meine Elektronik in der Tasche lassen!
    2. Pre-Screening mit schnellen Magnetfeldscannern vor den langsamen Mikrowellengeräten!
    3. Nachkontrollen ausserhalb der Hauptlinie!

    Ergebnis: 40 Minuten mehr Shopping Zeit im Flughafen. Da kommt das Warteschlangenmanagement in BER nicht mit … und in HEL waren darüber hinaus Sonntags um 0600 alle Linien offen …

    Screenshot of www.finavia.fi

    HEL Airport Security

  • Zero Trust mit Quanten

    Verschränkte Quanten sind uns aus dem alltäglichen Leben zwar immer noch nicht bekannt, trotzdem kann man sie heute schon nutzen, um die Informationsübermittlung im Netzwerk durch physikalisch sichere Erzeugung und Übermittlung von Schlüsseln sicherer zu machen. Denn der Hauptangriffspunkt in modernen Verschlüsselungsverfahren ist nicht der Algorithmus, sondern die Erzeugung und Übermittlung der zur Verschlüsselung notwendigen Schlüssel.

    Dieses Problem wird durch die Tatsache verstärkt, dass für die Verschlüsselung von kontinuierlichen Datenströmen asymmetrische Schlüssel (Public Private Keys) nicht geeignet sind. Wohl aber sind Verfahren mit symmetrischen Schlüsseln dafür geeignet, liefern aber eine zusätzliche Angriffsfläche bei der Schlüsselübertragung. Darüber hinaus sind softwaregestützte Schlüsselgeneratoren, wie sie zum Beispiel für hybride Verfahren zum Einsatz kommen nachvollziehbar und damit vorhersagbar.

    Mit dem QKD werden durch Nutzung der physikalischen Eigenschaften symmetrische Schlüssel zufällig erzeugt und können abhörsicher übertragen werden.

    Dazu werden drei Eigenschaften der Quantenphysik genutzt:

    1. Die Verschränkung der Teilchen
    2. Die duale Existenz von Teilchen und Welle
    3. Der Zufall der Erzeugung

    Zu 1: Die Verschränkung ist eine schwer vorstellbare Verbindung zwischen zwei Quanten, die diese beiden so miteinander verbindet, dass sie mit einer gemeinsamen mathematischen Funktion beschrieben werden. Verschwindet ein Teilchen eines verschränkten Quantenpaares zum Beispiel durch eine Messung, wird diese Verbindung aufgehoben.

    Zu 2: Die gleichzeitige Existenz als Teilchen und Welle führt zur Heisenbergschen Unschärferelation. Diese besagt, dass man von einem Quant entweder den Zustand oder den Ort bestimmen kann aber nicht beides gleichzeitig. Dieses führt dazu, dass die Wellenfunktion des Zustandes und damit die Verschränkung kollabiert. Damit wird auch die mögliche Übertragung von Information unterbrochen.

    Zu 3: Die Verschränkung selbst lässt sich beispielsweise in der Polarisation, d.h. der Schwingungsrichtung des elektromagnetischen Feldes, von Lichtteilen realisieren. Diese kann bei der Erzeugung des Paares aber nicht gesteuert werden, sondern seine Verteilung in der Sequenz von verschränken Quantenpaaren ist zufällig. Und damit weder einfach zu erraten noch vorherzusagen.

    Mit Hilfe dieser physikalischer Verfahren lässt sich also ein System aufbauen, bei dem eine Quantenquelle einen Strom verschränkter Quanten erzeugt, die Paare auftrennt und die einzelnen Quanten zu Alice und Bob überträgt. Dort wird die Polarisation der ankommenden Quanten analysiert und auf Basis der Sequenz ein auf beiden Seiten identischer Schlüssel definiert und zur Ver-, bzw. Entschlüsselung verwendet. Dieser erfüllt sehr hohe Sicherheitsanforderungen, denn er ist zufällig – und kann deshalb nicht vorhergesagt werden. Er ist nicht abhörbar, denn die Detektion des Quantenzustands vernichtet diesen. Und er kann auch nicht „gespooft“ werden, denn eine gezielte Erzeugung von verschränkten Quanten mit definierten Zuständen ist nicht möglich.

    Quantum Optics Jena und Cisco haben mehrere Monate zusammengearbeitet, um eine solche Lösung in einer industrialisierten Umgebung und auf Basis von verfügbaren Standardkomponenten zur Verfügung stellen zu können. Diese Lösung wurde am 07. Oktober 2021 erstmalig realisiert und am 05. April 2022 als funktionale Lösung der Öffentlichkeit vorgestellt. Dabei wurde eine Schlüsselverteilungsrate realisiert, die es ermöglicht die Nutzdatenkommunikation sekündlich mit einem neuen, 256bit langen Schlüssel zu versorgen.

    Diese realisierte Lösung lässt sich ebenfalls in eine Zero Trust Sicherheitsarchitektur integrieren. Eine Zero Trust Architektur basiert auf dem Prinzip der maximalen Reduzierung der möglichen Angriffsfläche durch eine dynamisierte Kontrolle von Autorisierung und Authentifizierung eines Subjektes und der angefragten Ressource (Objekt). Dazu werden drei übergeordnete Use-Cases unterschieden: Ein dynamisches Vertrauensmodell, ein softwaredefiniertes Netzwerkmodell und der mikrosegmentierte Zugriff auf Workloads im Rechenzentrum.

    Ein softwaredefiniertes Netzwerkmodell in einer Zero Trust Architektur wird im Allgemeinen als SD-WAN realisiert. Dabei steuert eine Control Plane eine Data Plane. Innerhalb der Dataplane können Kommunikationsverbindungen zielgerichtet über dedizierte Technologien und die assoziierten Netze etabliert werden. Eine dieser Technologien kann dann eine QKD-gesicherte Netzwerkverbindung sein. Diese wird  – gesteuert durch die Control Plane – immer dann genutzt, wenn für den Zugriff eines Subjects auf eine Ressource eine Verbindung mit erhöhtem Sicherheitsbedarf benötigt wird.

    Und damit schließt sich der Kreis – Quanten im Netz verbessern die Sicherheit einer Zero Trust Sicherheitsarchitektur.

    Danke an Kevin Füchsel und Markus Pfaff für Eure Unterstützung!

    Der Artikel erschien zuerst im Cisco Blog im April 20200.

  • Wege zur Zero Trust Realisierung

    Die Ableitung einer konkreten Vorgehensweise aus einer übergeordneten Strategie ist eine komplexe Aufgabe, die aber für die Erreichung der in der Strategie festgelegten Ziele eine unabdingbare Voraussetzung ist. Das ist für die Umsetzung einer Zero Trust Sicherheitsstrategie nicht anders als für die Umsetzung politischer und verwaltungstechnischer Strategien. Deshalb ist es sinnvoll erprobte Vorgehensweisen zur Umsetzung von Handlungsstrategien auch im Umfeld der IT-Sicherheit anzuwenden.

    Die Zero Trust Sicherheitsarchitektur ist eine Strategie zur Bewältigung von IT-Sicherheitsherausforderungen in einem organisatorischen Umfeld welches durch Veränderung, Unsicherheit, Komplexität und Mehrdeutigkeit geprägt ist. Die Bewältigungsstrategie Zero Trust baut dafür auf dem Prinzip der minimalen Autorisierung im Zugriff auf Geräte, Netzwerke und Dienste auf. Dazu verwendet es ein logisches Modell bei dem der Zugriff eines Subjektes auf ein Objekt durch einen Kontrolldienst gesteuert wird, der seine Freigabe durch einen Verwaltungsdienst erhält.

    Aus dieser IT-Sicherheitsstrategie und -architektur lassen sich drei große technische Handlungsfelder ableiten: Das dynamische Verifizieren der Identität und die Entwicklung eines Vertrauensmodells, die Verwaltung des Zugangs zu einem Netzwerksegment und die Gestaltung von Netzwerkübergängen sowie die Einführung von Netzwerksegmentierungen zur Isolation von Diensten und Prozessen im Datacenter . Diese drei Handlungsfelder lassen sich wiederum durch weitere technische Maßnahmen vertiefen und umsetzen.

    Auf die einzelnen Handlungsfelder wird detailliert in einem weiteren Blog-Post eingegangen.

    Dieser lösungsorientierten Sicht auf die Architektur stehen die in der Strategie beschriebenen Sicherheitsziele gegenüber. Auf oberster Ebene lassen sich diese aus den IT-Sicherheitszielen der Autorisierung, der Integrität und der Verfügbarkeit ableiten. Diese Ziele werden mit verschiedenen Messgrößen, im Allgemeinen der Time to Detect, Time to Resolve, Time to Contain, Time to Acknowledge und der Time to Failure gemessen.

    Um aus den Zielen und den möglichen Handlungsfeldern eine priorisierten Handlungsempfehlung zu entwickeln ist ein weiterer Schritt notwendig. In diesem werden zwei Beziehungen – innerhalb und zwischen den Zielen und Maßnahmen  – betrachtet: Die Ursache-Wirkungsbeziehung und die Reifegrad-Potential Beziehung. In der Ursache-Wirkung Beziehung wird beschrieben wie stark die jeweiligen Handlungsfelder auf den Zielkanon einzahlen, wie effektiv sie also sind. In der Reifegrad-Potential Beziehung wird abgebildet, ob ein Ziel überhaupt noch Verbesserungspotential besitzt oder ob es bereits durch andere, nicht im Fokus liegende Maßnahmen erreicht wurde.

    Gerade bei der Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen ist es wichtiger, das Potential eines Zieles als die Priorität eines Zieles zu betrachten, bestimmt das schwächste Glied einer Sicherheitskette doch die Gesamtsicherheit und macht damit die Priorisierung der IT-Sicherheitsziele obsolet.

    Ziele, Maßnahmen, Potentiale und Wirkbeziehungen ergeben dann in der Summe eine Matrix aus der auf Basis der in der Strategie definierten Ziele eine priorisierte Liste der Maßnahmen abgeleitet werden kann. Somit ergibt sich eine argumentationsfeste – weil individualisiert und bedarfsorientierte – Ableitung konkreter Umsetzungsmaßnahmen aus einer übergeordneten IT-Sicherheitsstrategie. Diese Maßnahmen können dann in Form von Einzelprojekten mit den bekannten Methoden des Projektmanagements umgesetzt werden.

    Dieser Artikel erschien zuerst unter gblogs.cisco.com.