Open Internet Security: Von den Grundlagen zu den Anwendungen

371 Pages·2000·11.881 MB·German

by  Dr. Stephan Fischer, Dipl. Wirtsch.-Inf. Christoph Rensing, Dipl.-Ing. Utz Rödig (auth.)

Xpert.press
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Die Reihe Xpert.press des Springer-Verlags
vermittelt Professionals in den Bereichen
Betriebs- und Informationssysteme, Software
Engineering und Programmiersprachen aktuell
und kompetent relevantes Fachwissen über
Technologien und Produkte zur Entwicklung
und Anwendung moderner Informations
technologien.
Stephan Fischer
Christoph Rensing
Utz Rödig
Open Internet
Security
Von den Grundlagen
zu den Anwendungen
Mit 111 Abbildungen und 27 Tabellen
Springer
Dr. Stephan Fischer
Dipl. Wirtsch.-Inf. Christoph Rensing
Dipl.-Ing. Utz Rödig
Technische Universität Darmstadt
Industrielle Prozess- und Systemkommunikation KOM
Merckstraße 25,64283 Darmstadt
{Stephan.Fischer,Christoph.Rensing,Utz.Roedig}@kom. tu-darmstadt.de
http://www.kom.e-technik.tu-darmstadt.de/
ISBN 978-3-540-66814-5
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Fischer, Stephan: Open Internet Security: von den Grundlagen zu den Anwendungen,
Stephan Fischer; Christoph Rensing; Utz Rödig. - Berlin; Heidelberg; New York;
Barcelona; Hongkong; London; Mailand; Paris; Singapur; Tokio: Springer, 2000
(Xpert.press)
ISBN 978-3-540-66814-5 ISBN 978-3-642-57003-2 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-57003-2
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2000
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Umschlaggestaltung: Künkel + Lopka, Heidelberg
Satz: Belichtungsfertige Daten von den Autoren
Gedruckt auf säurefreiem Papier SPIN: 10753150 33/3142 GF 543210
Widmung
Fur Ines.
Stephan Fischer
Fur all diejenigen, die mir meinen Ausbildungs- und Lebensweg bis zur Erstellung
dieses Buchs ermoglicht und mich auf diesem Weg begleitet haben.
Christoph Rensing
Fur mich.
Utz ROdig
Widmung· V
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Vorwort
In den letzten Jahren ist die weltweite Vernetzung von Rechnern, getrieben durch
das Internet und die schnelle Verbreitung des World Wide Web (WWW), stark ange
stiegen. Es existieren heute kaum noch Unternehmen, die nicht auf die Nutzung des
Datenaustauschs tiber Netzwerke zurtickgreifen. Die Welt stellt sich im Internet als
eine Menge von miteinander verbundenen lokalen Netzen dar, auf die Endanwender
auch per ISDN oder Modem extern zugreifen konnen.
Ziel dieses Buchs ist es, dem Leser zu erl1iutern, wie die Gefahren, die durch eine
Kommunikation tiber das Internet entstehen konnen, beurteilt werden konnen. Der
Leser sol1te daher die Risiken kennenlernen, die bei der Internet-Kommunikation
auftreten konnen, aber auch die Ansatze vermittelt bekommen, mit denen eine weit
gehende Sicherheit bei der Internet-Kommunikation erreicht werden kann.
Urn die verschiedenen Sicherheitskonzepte in einen formalen Rahmen einordnen
zu konnen, orientiert sich die Struktur dieses Buchs am Schichtenmodel1, das von
der International Organization for Standardization im ISO-Open-Systems-Intercon
nection-Modell vorgeschlagen und standardisiert wurde. Nach der ErJauterung die
ses Modells bzw. der auf den verschiedenen Schichten angesiedelten Sicherheitsme
chanismen und Sicherheitsdienste wird der praktische Einsatz der dargestellten
Konzepte an hand von ausgewahlten Beispielen (bspw. der iP-Telefonie und dem in
ternet-Banking) demonstriert. Mit Hilfe der tibergreifenden Anwendungen, aber
auch mit Hilfe einer Vielzahl von Beispielen auf Ebene der einzelnen Schichten
(bspw. Secure Socket Layer, SSL oder iPsec), so11 der Leser in die Lage versetzt wer
den, das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten nachvol1ziehen zu kon
nen.
Vorwort· VII
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Fur wen ist dieses Buch?
Betraehtet man die in letzter Zeit erschienene Literatur zum Thema Sicherheit in
Rechnernetzen, so kann diese dureh folgende Charakteristika besehrieben werden:
• Zielgruppen sind haufig Informatiker bzw. Systemadministratoren.
• Die Problematik wird in einem sehr groBen Detailgrad besehrieben. Gerade fUr
weniger erfahrene Anwender stellt sieh hierbei das Problem, aus einer Vielzahl
vorgestellter Alternativen die fUr ihn relevanten herauszufinden, da meist die not
wendigen Grundkenntnisse nieht vermittelt werden.
• Einige B tieher besehreiben versehiedenste Varianten von Attacken auf Netzwer
ke. Es ist aber fUr den Anwender nur schwer erkennbar, welche Mogliehkeiten
existieren, urn Netzwerke mit einem zufriedenstellenden Sieherheitsgrad zu be
treiben.
Das vorliegende Bueh setzt sieh das Ziel, Sieherheitsstrategien fUr die Internet
Kommunikation fUr einen Zielkreis vorzugeben, der nieht zwingend nur aus Infor
matikern besteht. In diesem Umfeld sollen Sieherheitsstrategien sowie die Risiken
ihrer Anwendung verstandlieh erklart werden. Zu unserer Zielgruppe zahlen wir da
her neben Studenten (der Informatik und der ElektroteehniklInformationsteehnik)
aile, die an Sieherheitskonzepten im Internet Interesse und Gefallen finden.
Das Bueh soli aueh bewusst als Grundlage verstanden werden, die dem Neuling
einen verstandliehen Einstieg ermoglieht, dem erfahrenen Anwender aber aueh ge
ntigend Referenzen anbietet, urn Spezialgebiete we iter zu vertiefen. Wir verstehen
dieses Bueh daher aueh nieht als Referenzwerk fUr Sicherheit, das umfassend zu je
dem Sieherheitsmeehanismus jedes technisehe Detail darstellt.
VIII • Vorwort
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Danksagung
Besonderen Dank schulden wir Ralf Steinmetz, dem Inhaber des Lehrstuhls fUr In
dustrielle Prozess- und Systemkommunikation an der Technischen Universitiit
Darmstadt. Herr Steinmetz war uns nicht nur ein wertvoller Ratgeber, sondern ist
durch sein auBergewohnliches Engagement auch maBgeblich dafUr verantwortlich,
dass wir Autoren tiberhaupt die Anstrengung unternommen haben, ein derartiges
Buch zu verfassen.
Auch den Studenten des Lehrstuhls, die fUr uns als Hilfskriifte, als Diplom-und
Studienarbeiter tiitig sind, danken wir, da auch durch ihr Wirken das Wissen, das in
diesem Buch steckt, entstehen konnte.
An dieser Stelle mochten wir uns auch bei Rolf Oppliger bedanken, aus des sen
Werken wir bei der Konzeption dieses Buchs an mancher Stelle wertvolle Anregun
gen gewonnen haben.
Ebenfalls danken mochten wir Reinhard Bertram und Achim Steinacker, die als
Mit-Autoren des Buchs Open Security - Von den Grundlagen zu den Anwendungen
die Basis fUr dieses Werk gelegt haben.
Darmstadt, im Winter 199912000
Stephan Fischer, Christoph Rensing und Utz ROdig
Danksagung· IX
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Inhaltsverzeichnis
Einleitung 1
1.1 Internet und Sicherheit. ................................................................................. 1
1.2 Internet .......................................................................................................... 9
1.3 Protokolle und Dienste des Internets .......................................................... 12
1.4 Internet Engineering Task Force (IETF) .................................................... 37
1.5 Grundlagen der Kommunikationssicherheit ............................................... 41
1.6 Zusammenfassung ...................................................................................... 61
Kryptographie fUr das Internet 63
2.1 Verschltisselung .......................................................................................... 63
2.2 Schltisselmanagement ................................................................................. 69
2.3 Zertifikate und Zertifizierungsinfrastrukturen ............................................ 71
2.4 Digitale Signaturen ..................................................................................... 85
2.5 Rechtliche Grundlagen ............................................................................... 90
2.6 Zertifizierungsarchitekturen im Internet. .................................................... 97
2.7 Zertifizierungsstellen ................................................................................ 113
2.8 Zusammenfassung .................................................................................... 117
Data Link Layer Security 119
3.1 Methoden zur Security-Integration in den Data Link Layer. .................... 120
3.2 Point to Point Tunneling Protocol (PPTP) ................................................ 124
3.3 Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) ......................................................... 134
3.4 Probleme der Data Link Layer Security ................................................... 139
3.5 Zusammenfassung .................................................................................... 141
Inhaltsverzeichnis· XI
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Network Layer Security 143
4.l Methoden zur Security-Integration in den Internet Layer ........................ 143
4.2 IP Security Protocol (IPsec) ...................................................................... 150
4.3 Schltisselverwaltung ................................................................................. 168
4.4 IPsec und IPv6 .......................................................................................... 208
4.5 Probleme und offene Punkte ..................................................................... 209
4.6 Zusammenfassung .................................................................................... 214
Transport Layer Security 215
5.1 Secure Socket Layer Protocol ................................................................... 215
5.2 Secure Shell (ssh) ...................................................................................... 234
5.3 Private Communication Technology (PCT) ............................................. 236
5.4 Transport Layer Security .......................................................................... 241
5.5 Server Gated Cryptography ...................................................................... 244
5.6 Zusammenfassung .................................................................................... 248
Application Layer Security 249
6.1 Sichere Dienste der Anwendungsschicht.. ................................................ 250
6.2 Sicherheit im World Wide Web ................................................................ 253
6.3 Electronic Mail ......................................................................................... 255
6.4 File Transfer .............................................................................................. 262
6.5 Telnet ........................................................................................................ 263
6.6 S ichere Dateisysteme ................................................................................ 265
6.7 Zusammenfassung .................................................................................... 276
Ausgewiihlte Kommunikationsanwendungen im Internet 277
7.1 Internet-Telefonie ..................................................................................... 277
7.2 Internet-Banking ....................................................................................... 287
7.3 Zusammenfassung .................................................................................... 335
Literaturverzeichnis 337
Index 347
Abkiirzungsverzeichnis 361
XII • Inhaltsverzeichnis
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