Verfügbarkeit: Cyber-Sicherheit | Technische Universität München

Cyber-Sicherheit: das Lehrbuch für Konzepte, Prinzipien, Mechanismen, Architekturen und Eigenschaften von Cyber-Sicherheitssystemen in der Digitalisierung

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Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Pohlmann, Norbert (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Schlagwörter:	Datensicherung Computersicherheit UR Anwendungssicherheit Aspekte Cyber Security Cybersicherheit Gefahren Grundlagen IT-Sicherheit Internet-Sicherheit Konzepte Kryptographie Lehrbuch IT-Sicherheit Mitarbeiter Netzwerksicherheit Norbert Pohlmann Systeme didaktisch UT Lehrbuch
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Umfang:	XXVI, 594 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783658253974 3658253975

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 SICHTWEISEN AUF DIE CYBER-SICHERHEIT ................................................ 1 1.1 EINLEITUNG ................................................................................... 1 1.2 CYBER-SICHERHEITSPROBLEME ...................................................... 2 1.2.1 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: ZU VIELE SCHWACHSTELLEN IN SOFTWARE .................................... 3 1.2.2 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: UNGENUEGENDER SCHUTZ VOR MALWARE ................................................ 4 1.2.3 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: KEINE INTERNATIONALEN LOESUNGEN FUER IDENTIFIKATION UND AUTHENTIFIKATION ........................ 6 1.2.4 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: UNSICHERE WEBSEITEN IM INTERNET .............................................. 7 1.2.5 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: GEFAHREN DURCH DIE NUTZUNG MOBILER GERAETE .......................... 7 1.2.6 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: EINE E-MAIL IST WIE EINE POSTKARTE! ................................ 9 1.2.7 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: GESCHAEFTSMODELL: BEZAHLEN MIT PERSOENLICHEN DATEN .................................................. 9 1.2.8 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: INTERNETNUTZER HABEN ZU WENIG INTERNET-KOMPETENZ ................................................ 10 1.2.9 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: MANIPULIERTE IT UND IT-SICHERHEITSTECHNOLOGIEN ...................................... 11 1.2.10 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: UNSICHERE LOT-GERAETE .............................................................. 11 1.2.11 CYBER-SICHERHEITSPROBLEM: FAKE NEWS UND WEITERE UNERWUENSCHTE INHALTE ............................ 13 1.3 PROBLEMATISCHE RAHMENBEDINGUNGEN ...................................... 14 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 1.4 GESELLSCHAFTLICHE SICHTWEISE AUF DIE CYBER- SICHERHEITSPROBLEME ................................................................... 14 1.4.1 PRIVATSPHAERE UND DATENSCHUTZ .................................. 14 1.4.2 SELBSTBESTIMMUNG UND AUTONOMIE .......................... 16 1.4.3 WIRTSCHAFTSSPIONAGE .................................................. 17 1.4.4 CYBERWAR .................................................................. 17 1.5 HERAUSFORDERUNGENDERCYBER-SICHERHEIT ................................ 18 1.5.1 PARADIGMENWECHSEL VERANTWORTUNG VERSUS GLEICHGUELTIGKEIT ............................................ 18 1.5.2 PARADIGMENWECHSEL PROAKTIVE VERSUS REAKTIVE CYBER-SICHERHEITSLOESUNGEN ........................ 19 1.5.3 PARADIGMENWECHSEL OBJEKT-SICHERHEIT VERSUS PERIMETER-SICHERHEIT .................................... 20 1.5.4 PARADIGMENWECHSEL CLOUD-SERVICE VERSUS LOKAL-IT ...................................................... 21 1.5.5 PARADIGMENWECHSEL DEZENTRALE VERSUS ZENTRALE CYBER-SICHERHEIT ........................................ 21 1.5.6 PARADIGMENWECHSEL DATENGETRIEBENE- VERSUS EVENTGETRIEBENE-SICHERHEIT .......................... 21 1.5.7 PARADIGMENWECHSEL ZUSAMMENARBEIT VERSUS ISOLIERUNG .................................................... 22 1.6 KONZEPT DER WIRKSAMKEIT VON CYBER-SICHERHEITSSYSTEMEN ...................................................... 22 1.7 CYBER-SICHERHEITSSTRATEGIEN ...................................................... 26 1.7.1 VERMEIDEN VON ANGRIFFEN ............................................ 26 1.7.2 ENTGEGEN WIRKEN VON ANGRIFFEN ................................ 28 1.7.3 ERKENNEN VON ANGRIFFEN .............................................. 29 1.8 ANGREIFER UND DEREN MOTIVATIONEN ............................................. 30 1.9 CYBER-SICHERHEITSBEDUERFNISSE .................................................. 32 1.10 DAS PARETO-PRINZIP DER CYBER-SICHERHEIT .................................. 33 1.11 CYBER-SICHERHEITSRISIKO ............................................................ 34 1.12 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 37 1.13 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 37 LITERATUR ................................................................................................... 41 2 KRYPTOGRAFIE ........................................................................................ 43 2.1 GRUNDLAGEN DER KRYPTOGRAFIE ..................................................... 43 2.1.1 GRUNDLAGEN DER VERSCHLUESSELUNG .............................. 44 2.1.2 DEFINITION EINES KRYPTOGRAFISCHEN VERFAHRENS ................................................................ 46 2.1.3 NO SECURITY BY OBSCURITY .......................................... 46 2.1.4 DIE WICHTIGSTEN BEGRIFFE IN KURZDEFINITION .......................................................... 47 2.1.5 BEGRIFFE AUS DER KRYPTOANALYSIS ................................. 48 INHALTSVERZEICHNIS XV 2.1.6 STRATEGIEN DER ANALYSE EINES KRYPTOSYSTEMS .......................................................... 48 2.1.7 BEWERTUNG DER KRYPTOGRAFISCHEN STAERKE ..................... 50 2.1.8 UNTERSTUETZUNG BEI DER EINSCHAETZUNG VON VERFAHREN UND SCHLUESSELLAENGEN .......................... 53 2.1.9 ZUSAMMENFASSUNG: GRUNDLAGEN DER KRYPTOGRAFIE .............................................................. 53 2.1.10 MONOALPHABETISCHE SUBSTITUTION .............................. 54 2.1.11 HOMOFONE SUBSTITUTION ............................................ 55 2.1.12 POLYALPHABETISCHE SUBSTITUTION ................................ 57 2.1.13 TRANSPOSITIONSVERFAHREN ............................................ 58 2.1.14 ZUSAMMENFASSUNG: ELEMENTARE VERSCHLUESSELUNGSVERFAHREN........................................ 59 2.1.15 DATA ENCRYPTION STANDARD ........................................ 61 2.1.16 ADVANCED ENCRYPTION STANDARD ................................ 62 2.1.17 VERWALTUNG VON SCHLUESSELN (KEY MANAGEMENT) .................................................... 66 2.1.18 BETRIEBSART: ELECTRONIC CODE BOOK MODE (ECB-MODE) .................................................. 68 2.1.19 BETRIEBSART: CIPHER BLOCK CHAINING MODE (CBC-MODE) .................................................. 69 2.1.20 BETRIEBSART: CIPHER FEEDBACK MODE (CFB-MODE) .............................................................. 70 2.1.21 BETRIEBSART: OUTPUT FEEDBACK MODE (OFB-MODE) .............................................................. 71 2.1.22 BETRIEBSART: COUNTER MODE (CTR-MODE) ................... 72 2.1.23 BETRIEBSART: GALOIS/COUNTER MODE (GCM-MODE) ............................................................ 73 2.1.24 MODES OF OPERATION: ZUSAMMENFASSUNG ................... 74 2.2 ASYMMETRISCHE VERSCHLUESSELUNGSVERFAHREN.............................. 77 2.2.1 DAS RSA-VERFAHREN .................................................. 79 2.2.2 DAS DIFFIE-HELLMAN-VERFAHREN.................. 82 2.2.3 ELLIPTISCHE KURVEN .................................................... 83 2.2.4 HYBRIDE VERSCHLUESSELUNGSVERFAHREN .......................... 84 2.3 QUANTENCOMPUTER: DAS DAMOKLESSCHWERT DER VERSCHLUESSELUNG ........................................................................ 84 2.4 ONE-WAY-HASHFUNKTIONEN ........................................................ 86 2.4.1 BESONDERE EIGENSCHAFTEN VON HASHFUNKTIONEN ........................................................ 87 2.4.2 SHA-3 (SHA = SECURE HASH ALGORITHM) .................. 88 2.4.3 MESSAGE AUTHENTICATION CODE (MAC) ...................... 88 2.4.4 KEYED-HASHING FOR MESSAGE AUTHENTICATION (HMAC) .......................................... 89 LITERATUR .................................................................................................. 99 XVI INHALTSVERZEICHNIS 3 HARDWARE-SICHERHEITSMODULE ZUM SCHUTZ VON SICHERHEITSRELEVANTEN INFORMATIONEN .................................................. 101 3.1 EINLEITUNG ................................................................................... 101 3.2 HARDWARE-SICHERHEITSMODUL: SMARTCARDS ................................ 102 3.3 HARDWARE-SICHERHEITSMODUL: TRUSTED PLATFORM MODULE (TPM) ........................................................................... 104 3.4 HARDWARE-SICHERHEITSMODUL: HIGH-LEVEL SECURITY MODULE (HLSM) ........................................................ 106 3.5 ZUSAMMENFASSUNG: KATEGORIEN VON HARDWARE-SICHERHEITSMODULEN .................................................. 109 3.6 EVALUIERUNG UND ZERTIFIZIERUNG FUER EINE HOEHERE VERTRAUENSWUERDIGKEIT VON HARDWARE-SICHERHEITSMODULEN .................................................. 110 3.7 KEY-MANAGEMENT VON HARDWARE- SICHERHEITSMODULEN ................................................................... 110 3.7.1 DAS MANAGEMENT VON TPMS ...................................... 111 3.7.2 VIER-AUGEN-PRINZIP .................................................. 111 3.8 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................... 111 3.9 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 112 LITERATUR ................................................................................................... 114 4 DIGITALE SIGNATUR, ELEKTRONISCHE ZERTIFIKATE SOWIE PUBLIC KEY-INFRASTRUKTUR (PKI) UND PKI-ENABLED APPLICATION (PKA) ........................................................ 115 4.1 DIGITALE SIGNATUR ...................................................................... 115 4.2 ELEKTRONISCHE ZERTIFIKATE/DIGITALE ZERTIFIKATE ............................. 119 4.3 PUBLIC KEY-INFRASTRUKTUREN ...................................................... 122 4.3.1 IDEE UND DEFINITION VON PUBLIC KEY-INFRASTRUKTUREN .................................................. 123 4.3.2 OFFENE UND GESCHLOSSENE PKI-SYSTEME .................... 127 4.3.3 UMSETZUNGSKONZEPTE VON PUBLIC KEY-INFRASTRUKTUREN .................................................. 130 4.4 VERTRAUENSMODELLE VON PUBLIC KEY-INFRASTRUKTUREN ................... 131 4.4.1 VERTRAUENSMODELL : UEBERGEORDNETE CA (WURZEL-CA, ROOT CA) ...................................... 132 4.4.2 VERTRAUENSMODELL B: N:N-CROSS- ZERTIFIZIERUNG ............................................................ 133 4.4.3 VERTRAUENSMODELL: L:N CROSS- ZERTIFIZIERUNG (BRIDGE CA) ........................................ 133 4.5 GESETZLICHER HINTERGRUND .......................................................... 134 4.6 PKI-ENABLED APPLICATION .......................................................... 138 4.6.1 E-MAIL-SICHERHEIT ...................................................... 138 4.6.2 LOTTO - ONLINE-GLUECKSPIEL ........................................ 145 4.7 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 147 4.8 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 147 LITERATUR ................................................................................................... 148 INHALTSVERZEICHNIS XVII 5 IDENTIFIKATION UND AUTHENTIFIKATION.................................................... 151 5.1 WAS IST EINE IDENTIFIKATION UND AUTHENTIFIKATION? ..................... 151 5.1.1 IDENTIFIKATION ............................................................ 151 5.1.2 AUTHENTIFIKATION ........................................................ 152 5.1.3 KLASSEN VON AUTHENTIFIZIERUNGSVERFAHREN ................ 153 5.2 IDENTIFIKATIONS VERFAHREN ............................................................ 155 5.2.1 VORLAGE EINES PERSONALAUSWEISES .............................. 155 5.2.2 FERNIDENTIFIZIERUNG - ALLGEMEINE ASPEKTE ................ 155 5.2.3 VIDEOIDENTIFIKATION.................................................... 156 5.2.4 DAS ELD VERFAHREN DES ELEKTRONISCHEN PERSONALAUSWEISES .................................................... 159 5.2.5 DAS POSTIDENT-VERFAHREN DER DEUTSCHEN POST AG .................................................................... 161 5.2.6 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN IDENTIFIKATIONS VERFAHREN ............................................ 162 5.2.7 WEITERE IDENTIFIKATIONSVERFAHREN .............................. 164 5.2.8 ABGELEITETE IDENTITAETEN .............................................. 165 5.3 AUTHENTIFIKATIONS VERFAHREN ........................................................ 166 5.3.1 PASS WORT-VERFAHREN .................................................. 167 5.3.2 EINMAL-PASSWORT-VERFAHREN ...................................... 178 5.3.3 CHALLENGE-RESPONSE-VERFAHREN ................................ 179 5.3.4 BIOMETRISCHE VERFAHREN ............................................ 181 5.4 MEHRFAKTOR-AUTHENTIFIZIERUNG .................................................. 187 5.5 KONZEPT DER RISIKOBASIERTEN UND ADAPTIVEN AUTHENTIFIZIERUNG ...................................................................... 189 5.6 MODERNES MULTIFAKTOR-AUTHENTIFIZIERUNGSSYSTEM UND IDENTIFIKATIONS VERFAHREN .................................................... 190 5.7 FAST IDENTITY ONLINE ALLIANCE (FIDO) ...................................... 197 5.7.1 ZIELE DER FIDO ALLIANCE ............................................. 197 5.7.2 DIE FIDO-ARCHITEKTUR .............................................. 198 5.7.3 AUTHENTIFIZIERUNG DES NUTZERS .................................. 200 5.8 IDENTITY PROVIDER ...................................................................... 201 5.8.1 OPENID ...................................................................... 201 5.8.2 OAUTH2.0 .................................................................. 204 5.8.3 OPENID CONNECT ...................................................... 208 5.9 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 209 5.10 UEBUNGSAUFGABEN........................................................................ 209 LITERATUR .................................................................................................. 210 6 ENTERPRISE IDENTITY UND ACCESS MANAGEMENT .................................... 213 6.1 SZENARIO EINES ENTERPRISE IDENTITY AND ACCESS MANAGEMENT-SYSTEMS .............................................................. 215 6.2 ENTERPRISE IDENTITY AND ACCESS MANAGEMENT- REFERENZMODELL ........................................................................ 215 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 6.3 POLICYS & WORKFLOWS ................................................................ 218 6.3.1 POLICY MANAGEMENT .................................................. 219 6.3.2 WORKFLOW MANAGEMENT ............................................ 219 6.3.3 BEISPIEL FUER POLICYS & WORKFLOWS ............................ 219 6.4 REPOSITORY MANAGEMENT .......................................................... 219 6.4.1 AUF EINER DATENBANK BASIERENDES DIRECTORY ............ 220 6.4.2 METADIRECTORY ............................................................ 220 6.4.3 VIRTUAL DIRECTORY ...................................................... 221 6.4.4 IDENTITY REPOSITORY .................................................... 221 6.4.5 POLICY REPOSITORY ...................................................... 221 6.4.6 BEISPIEL FUER REPOSITORY MANAGEMENT ...................... 221 6.5 LIFE CYCLE MANAGEMENT ............................................................ 222 6.5.1 IDENTITY-ADMINISTRATION ............................................ 222 6.5.2 PROVISIONIERUNG ........................................................ 223 6.5.3 ROLLENMANAGEMENT .................................................... 223 6.5.4 PRIVILEGED USER MANAGEMENT .................................... 224 6.5.5 DELEGIERTE ADMINISTRATION ........................................ 224 6.5.6 SYNCHRONISIERUNG ...................................................... 224 6.5.7 SELF-SERVICE .............................................................. 225 6.5.8 . CREDENTIAL MANAGEMENT ............................................ 225 6.5.9 BEISPIEL FUER LIFE CYCLE MANAGEMENT ........................ 225 6.6 ACCESS MANAGEMENT ................................................................ 226 6.6.1 AUTHENTISIERUNGS- UND AUTHENTIFIZIERUNGS- MANAGEMENT .............................................................. 226 6.6.2 AUTORISIERUNGS-MANAGEMENT .................................... 227 6.6.3 SINGLE SIGN-ON/SINGLE LOG-OUT ................................ 228 6.6.4 ACCESS CONTROL .......................................................... 228 6.6.5 REMOTE ACCESS CONTROL ............................................ 229 6.6.6 NETWORK ACCESS CONTROL .......................................... 229 6.6.7 POLICY ENFORCEMENT .................................................. 230 6.6.8 BEISPIEL FUER ACCESS MANAGEMENT .............................. 230 6.7 INFORMATION PROTECTION .............................................................. 230 6.7.1 SECURE SHARING ........................................................... 231 6.7.2 INFORMATION RIGHTS MANAGEMENT .............................. 232 6.7.3 CONTENT SECURITY ........................................................ 232 6.7.4 BEISPIEL FUER INFORMATION PROTECTION .......................... 232 6.8 FEDERATION ................................................................................ 232 6.8.1 TRUST MANAGEMENT .................................................... 233 6.8.2 IDENTITY FEDERATION .................................................... 233 6.8.3 BEISPIEL FUER FEDERATION .............................................. 234 6.9 COMPLIANCE & AUDIT ................................................................ 234 6.9.1 COMPLIANCE MANAGEMENT ........................................ 235 6.9.2 MONITORING ................................................................ 235 6.9.3 REPORTING .................................................................. 235 6.9.4 AUDITING .................................................................... 236 6.9.5 BEISPIEL FUER COMPLIANCE & AUDIT .............................. 236 INHALTSVERZEICHNIS XIX 6.10 ALLGEMEINE MEHRWERTE EINES ENTERPRISE IDENTITY AND ACCESS MANAGEMENT-SYSTEMS ............................................ 236 6.11 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 239 6.12 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 239 LITERATUR .................................................................................................. 240 7 TRUSTED COMPUTING .............................................................................. 241 7.1 EINLEITUNG .................................................................................. 241 7.2 TRUSTED COMPUTING AUF DEN PUNKT GEBRACHT ............................ 244 7.2.1 ROBUSTHEIT UND MODULARITAET ....................................... 244 7.2.2 INTEGRITAETSUEBERPRUEFUNG .............................................. 245 7.2.3 TRUSTED PROCESS ........................................................ 246 7.2.4 TRUSTED PLATTFORM ...................................................... 247 7.3 TRUSTED COMPUTING - GRUNDLAGEN ............................................ 247 7.3.1 KERNELARCHITEKTUREN VON BETRIEBSSYSTEMEN .............. 247 7.3.2 CORE ROOT OF TRUST FOR MEASUREMENT (CRTM) .................................................................... 250 7.3.3 IDENTITAETEN VON TPMS ................................................ 251 7.3.4 TPM-SCHLUESSEL UND DEREN EIGENSCHAFTEN ................ 252 7.3.5 TRUSTED COMPUTING-FUNKTIONEN ................................ 256 7.3.6 TRUSTED PLATFORM (SECURITY-PLATTFORM, SICHERHEITSPLATTFORM) ................................................ 260 7.3.7 BEISPIELANWENDUNGEN .............................................. 263 7.4 TRUSTED NETWORK CONNECT (TNC) .............................................. 268 7.4.1 PROBLEMSTELLUNG ........................................................ 268 7.4.2 ANFORDERUNGEN AN HEUTIGE NETZWERKE ...................... 270 7.4.3 VERTRAUENSWUERDIGE NETZWERKVERBINDUNGEN .............. 270 7.4.4 TRUSTED NETWORK CONNECT (TNC) IM DETAIL .............. 272 7.4.5 ANWENDUNGSFELDER .................................................... 275 7.4.6 KRITISCHE DISKUSSION .......................................... 276 7.4.7 FAZIT: TRUSTED NETWORK CONNECT (TNC) .................... 278 7.5 FESTLEGUNG EINER SICHEREN UND VERTRAUENSWUERDIGEN SYSTEMKONFIGURATION ................................................................ 278 7.6 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 279 7.7 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 279 LITERATUR .................................................................................................. 280 8 CYBER-SICHERHEIT-FRUEHWARN-UND LAGEBILDSYSTEME ........................ 281 8.1 EINLEITUNG .................................................................................. 281 8.2 ANGRIFFE UND IHRE DURCHFUEHRUNG .............................................. 281 8.3 IDEE EINES CYBER-SICHERHEIT FRUEHWARNSYSTEMS ........................ 287 8.3.1 REAKTIONSZEIT FUER DIE FRUEHWARNUNG .......................... 287 8.3.2 DEFINITION EINES CYBER-SICHERHEIT FRUEHWARNSYSTEMS ...................................................... 288 8.3.3 OBLIGATORISCHE FUNKTIONELLE ANFORDERUNGEN .............. 288 8.3.4 ASYMMETRISCHE BEDROHUNGEN .................................. 289 XX INHALTSVERZEICHNIS 8.4 AUFBAU EINES CYBER-SICHERHEIT FRUEHWARNSYSTEMS .................... 289 8.4.1 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN .............................. 290 8.4.2 BETEILIGTE ORGANISATIONEN .......................................... 290 8.5 TECHNISCHE REALISIERUNG EINES CYBER-SICHERHEIT FRUEHWARNSYSTEMS ....................................................................... 290 8.5.1 ARCHITEKTUR ................................................................ 290 8.5.2 SENSOREN .................................................................... 291 8.5.3 ANALYSE- UND ERKENNUNGSMODUL .............................. 292 8.6 PRINZIPIELLE ASPEKTE VON SENSOREN ............................................ 294 8.6.1 GRUNDPRINZIP VON SENSOREN ...................................... 294 8.6.2 MESSMETHODEN .......................................................... 296 8.6.3 ORT DER MESSUNG ........................................................ 296 8.7 DISKUSSION UNTERSCHIEDLICHER SENSOREN .................................... 297 8.7.1 NETFLOW-SENSOR ........................................................ 297 8.7.2 NETZWERK-SENSOR ...................................................... 299 8.7.3 SNMP-SENSOR ............................................................ 303 8.7.4 WIRESHARK-SENSOR ...................................................... 305 8.7.5 HONEYPOT-SENSOR ...................................................... 306 8.7.6 LOGDATEN-SENSOR ...................................................... 308 8.7.7 VERFUEGBARKEITSSENSOR ................................................ 310 8.8 ANALYSEKONZEPTE ...................................................................... 311 8.8.1 ERKENNEN VON BEKANNTEN SICHERHEITSRELEVANTEN AKTIONEN ................................ 311 8.8.2 ERKENNEN VON ANOMALIEN .......................................... 312 8.9 CYBER-SICHERHEIT-FRUEHWARNPROZESS .......................................... 313 8.10 KOMMUNIKATIONSLAGEBILD .......................................................... 314 8.11 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 321 8.12 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 321 LITERATUR ................................................................................................... 323 9 FIREWALL-SYSTEME ................................................................................... 325 9.1 BEDROHUNGEN IM NETZ .............................................................. 325 9.1.1 ANGRIFFSMOEGLICHKEITEN IN KOMMUNIKATIONSSYSTEMEN ........................................ 325 9.1.2 PASSIVE ANGRIFFE ......................................................... 326 9.1.3 AKTIVE ANGRIFFE ........................................................ 327 9.2 IDEE UND DEFINITION VON FIREWALL-SYSTEMEN ............................ 329 9.2.1 ELEKTRONISCHE BRANDSCHUTZMAUER .............................. 330 9.2.2 ELEKTRONISCHER PFOERTNER ............................................ 330 9.3 DAS SICHERHEITSKONZEPT ............................................................ 330 9.4 AUFGABEN VON FIREWALL-SYSTEMEN ............................................ 331 9.5 GRUNDLAGE VON FIREWALL-SYSTEMEN ............................................ 333 9.6 DEFINITION EINES FIREWALL-ELEMENTS .......................................... 340 9.7 DESIGNKONZEPT AKTIVER FIREWALL-ELEMENTE ................................ 343 9.8 PACKET FILTER ............................................................................... 345 INHALTSVERZEICHNIS XXI 9.9 ZUSTANDSORIENTIERTE PACKET FILTER (STATEFUL INSPECTION) .............. 347 9.10 APPLICATION GATEWAY/PROXY-TECHNIK........................................ 349 9.11 NEXT-GENERATION-FIREWALL ........................................................ 353 9.12 FIREWALL-KONZEPTE .................................................................... 355 9.13 KONZEPTIONELLE MOEGLICHKEITEN UND GRENZEN VON FIREWALL-SYSTEMEN .................................................................... 357 9.13.1 COMMON POINT OF TRUST ............................................ 357 9.13.2 KONZEPTIONELLE GRENZEN EINES FIREWALL-SYSTEMS ...................................................... 359 9.14 DAS RICHTIGE FIREWALL-KONZEPT FUER JEDEN ANWENDUNGSFALL ........................................................................ 361 9.15 DEFINITION DES KOMMUNIKATIONSMODELLS MIT INTEGRIERTEM FIREWALL-ELEMENT .................................................. 364 9.16 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 369 9.17 UEBUNGSAUFGABEN........................................................................ 370 LITERATUR .................................................................................................. 372 10 IPSEC-VERSCHLUESSELUNG ........................................................................ 373 10.1 EINLEITUNG .................................................................................. 373 10.2 IPSEC HEADER ............................................................................ 374 10.2.1 AUTHENTICATION HEADER .............................................. 375 10.2.2 ENCAPSULATED SECURITY PAYLOAD ................................ 376 10.3 CYBER-SICHERHEITSDIENSTE DER IPSEC-HEADER UND REALISIERUNGSFORMEN .......................................................... 378 10.4 IPSEC-SCHLUESSELMANAGEMENT .................................................... 383 10.4.1 MANUAL KEYING .......................................................... 384 10.4.2 INTERNET-KEY-EXCHANGE-PROTOCOL (IKE) ..................... 384 10.5 ANWENDUNGSFORMEN VON IPSEC-LOESUNGEN .............................. 395 10.6 PROTOKOLLMITSCHNITT .................................................................... 397 10.7 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 403 10.8 UEBUNGSAUFGABEN........................................................................ 403 LITERATUR .................................................................................................. 405 11 TRANSPORT LAYER SECURITY (TLS)ZSECURE SOCKET LAYER (SSL) .......... 407 11.1 EINLEITUNG .................................................................................. 407 11.2 EINBINDUNG IN DIE KOMMUNIKATIONSARCHITEKTUR ........................ 408 11.3 PROTOKOLLE DER TLS/SSL-SCHICHT ............................................... 410 11.4 TLS/SSL-ZERTIFIKATE ................................................................ 424 11.5 AUTHENTIFIKATIONSMETHODEN ...................................................... 426 11.6 ANWENDUNGSFORMEN VON TLS/SSL-LOESUNGEN .......................... 428 11.7 PROTOKOLLMITSCHNITT ..................................................................... 430 11.8 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 437 11.9 UEBUNGSAUFGABEN......................................................................... 437 LITERATUR .................................................................................................. 438 XXII INHALTSVERZEICHNIS 12 CYBER-SICHERHEITSMASSNAHMEN GEGEN DDOS-ANGRIFFE ....................... 439 12.1 EINLEITUNG ................................................................................... 439 12.2 GEZIELTE UEBERLASTUNG ................................................................ 441 12.3 REFLECTION UND AMPLIFICATION .................................................... 442 12.4 ABWEHRSTRATEGIEN GEGEN ANGRIFFE AUF DIE VERFUEGBARKEIT ............................................................................. 443 12.4.1 CYBER-SICHERHEITSRICHTLINIEN ZUM SCHUTZ VOR VERFUEGBARKEITSANGRIFFEN ...................................... 443 12.4.2 ON-SITE-ROBUSTHEITSMASSNAHMEN .............................. 444 12.4.3 OFF-SITE-DIENSTLEISTUNGSMODELLE .............................. 446 12.5 PRAEVENTIV GEGEN BETEILIGUNG - SICHERE KONFIGURATION VON DIENSTEN ...................................................... 450 12.6 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................... 450 12.7 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 451 LITERATUR ................................................................................................... 451 13 E-MAIL-SICHERHEIT ................................................................................ 453 13.1 EINLEITUNG ................................................................................... 453 13.2 GENERELLE CYBER-SICHERHEITSPROBLEME DES E-MAIL-DIENSTES ........................................................................ 454 13.3 E-MAIL-VERSCHLUESSELUNG ............................................................ 455 13.3.1 PGP UND S/MIME SOWIE DEREN UNTERSCHIEDE .............................................................. 456 13.3.2 WEITERE ALTERNATIVEN FUER E-MAIL-SICHERHEIT ...................................................... 460 13.4 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 466 13.5 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 466 LITERATUR ................................................................................................... 466 14 BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE ...................................................................... 467 14.1 EINLEITUNG .................................................................................. 467 14.2 AUFBAU DER BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE ........................................ 470 14.2.1 ELEMENT: DATEN .......................................................... 470 14.2.2 ELEMENT: BLOCK .......................................................... 471 14.2.3 ELEMENT: HASHPREV .................................................... 472 14.2.4 ELEMENT: MERKLE HASH .............................................. 473 14.2.5 ELEMENT: TRANSAKTIONEN ............................................ 474 14.2.6 ELEMENT: NODE .......................................................... 477 14.2.7 ELEMENT: WALLET ........................................................ 478 14.2.8 ELEMENT: BLOCKCHAIN-ADRESSE .................................. 480 14.2.9 PRINZIP: KEINE ZENTRALE INSTANZ .............................. 481 14.2.10 KONSENSFINDUNGSVERFAHREN ........................................ 482 14.2.11 STRUKTUR: BERECHTIGUNGSARCHITEKTUR .......................... 490 14.3 HARD UND SOFT FORKS VON BLOCKCHAINS ...................................... 492 14.4 ANWENDUNGSFORMEN UND ANWENDUNGEN DER BLOCKCHAIN ................................................................................ 501 INHALTSVERZEICHNIS XXIII 14.5 BLOCKCHAIN-AS-A-SERVICE .......................................................... 507 14.6 SICHERHEIT UND VERTRAUENSWUERDIGKEIT DER BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE .......................................................... 507 14.6.1 SICHERHEIT DER BLOCKCHAIN-INFRASTRUKTUR .................... 508 14.6.2 SICHERHEIT DER BLOCKCHAIN-AN WENDUNG.................... 512 14.7 GEGENUEBERSTELLUNG PKI- UND BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIEN .......... 514 14.8 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 516 14.9 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 517 LITERATUR .................................................................................................. 519 15 KUENSTLICHE INTELLIGENZ UND CYBER-SICHERHEIT .................................... 521 15.1 EINLEITUNG .................................................................................. 521 15.2 EINORDNUNG DER KUENSTLICHEN INTELLIGENZ .................................. 522 15.3 ERFOLGSFAKTOREN DER KUENSTLICHEN INTELLIGENZ ............................ 523 15.4 DAS PRINZIP DES MASCHINELLEN LERNENS .................................... 525 15.5 KATEGORIEN UND ALGORITHMEN DES MASCHINELLEN LERNENS ...................................................................................... 526 15.5.1 ML-ALGORITHMUS: SUPPORT-VECTOR-MACHINE (SVM) ...................................................................... 526 15.5.2 ML-ALGORITHMUS: K-NEAREST-NEIGHBOR (KNN) ........... 530 15.5.3 ML-ALGORITHMUS: K-MEANS-ALGORITHMUS ................ 533 15.5.4 ML-ALGORITHMUS: HIERARCHISCHE CLUSTERING-VERFAHREN ................................................ 535 15.5.5 KUENSTLICHE NEURONALE NETZE (KNN) ........................ 536 15.5.6 DEEP LEARNING .......................................................... 541 15.6 ANWENDUNGSSZENARIEN VON KI UND CYBER-SICHERHEIT .............. 542 15.7 MANIPULATIONEN VON KUENSTLICHER INTELLIGENZ ............................ 545 15.8 BEISPIELE VON KI UND CYBER-SICHERHEIT .................................... 546 15.8.1 ALERT-SYSTEM AUF DER BASIS EINES KONTINUIERLICHEN LAGEBILDS UEBER DIE AKTUELLE GEFAHRENLAGE IM ONLINE-BANKING .............. 546 15.8.2 IDENTIFIKATION/AUTHENTIFIKATION EINES NUTZERS MITTELS SMARTPHONE- SENSOREN .................... 552 15.8.3 ERKENNUNG VON NETZWERKBASIERTEN ANGRIFFEN MITTELS KUENSTLICHER INTELLIGENZ ............... 554 15.9 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 557 15.10 UEBUNGSAUFGABEN........................................................................ 558 LITERATUR .................................................................................................. 558 16 SOCIAL WEB CYBER-SICHERHEIT .............................................................. 561 16.1 SOZIALE NETZWERKE .......................................................... 562 16.2 FAKE-NEWS ................................................................................ 564 16.2.1 WAS SIND FAKE-NEWS? .............................................. 564 16.2.2 SOCIAL BOT (DIE DIGITALE PROPAGANDA-MASCHINE) .............................................. 565 XXIV INHALTSVERZEICHNIS 16.3 FILTERBLASEN UND ECHOKAMMEM ................................................ 569 16.4 PSYCHOMETRIE BEI SOZIALEN NETZWERKEN .................................... 570 16.5 ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................... 571 16.6 UEBUNGSAUFGABEN ......................................................................... 571 LITERATUR ................................................................................................... 572 17 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON CYBER-SICHERHEITSMASSNAHMEN .................... 573 17.1 EINFUEHRUNG ................................................................................. 573 17.2 CYBER-SICHERHEIT ....................................................................... 574 17.2.1 SCHUTZBEDARF VON IT-SYSTEMEN ................................ 574 17.2.2 WIE SICHER IST SICHER ? ............................................ 575 17.2.3 VERWUNDBARKEIT ........................................................ 576 17.3 RETURN ON SECURITY INVESTMENT ROSI - NUTZENASPEKT ............... 576 17.4 BEISPIELBERECHNUNG ROSI: NOTEBOOKVERLUSTE .......................... 578 17.5 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................... 582 17.6 UEBUNGSAUFGABEN ........................................................................ 582 LITERATUR ................................................................................................... 583 ANHANG ........................................................................................................... 585 STICHWORTVERZEICHNIS ..................................................................................... 589
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