Verteidigungsstrategie (Informatik)

In der Informatik ist die Verteidigungsstrategie ein Konzept und eine Praxis, die von Computerentwicklern, Anwendern und IT-Fachkräften genutzt wird, um Computersicherheitsrisiken zu reduzieren . ^{[ 1 ]}

Der Schutz von Systemgrenzen nutzt Sicherheitsmaßnahmen und -geräte, um unbefugten Zugriff auf Computersysteme zu verhindern (auch als Kontrolle der Systemgrenze bezeichnet). Dieser Ansatz basiert auf der Annahme, dass der Angreifer nicht in das System eingedrungen ist. Beispiele für diese Strategie sind der Einsatz von Gateways , Routern , Firewalls und Passwortprüfungen , das Löschen verdächtiger E-Mails/Nachrichten sowie die Beschränkung des physischen Zugangs.

Grenzschutz ist typischerweise die Hauptstrategie für Computersysteme; ist diese Art der Verteidigung erfolgreich, sind keine weiteren Strategien erforderlich. Es handelt sich um eine ressourcenintensive Strategie mit bekanntem Umfang. Die Überwachung externer Informationssysteme ist Teil des Grenzschutzes. ^{[ 2 ]}

Die Überwachung von Informationssystemen nutzt Sicherheitsmaßnahmen, um Eindringlinge oder die von ihnen verursachten Schäden aufzuspüren. Diese Strategie kommt zum Einsatz, wenn das System zwar kompromittiert wurde, der Eindringling aber noch nicht die vollständige Kontrolle erlangt hat. Beispiele hierfür sind Antivirensoftware , das Einspielen von Patches und die Erkennung von Netzwerkanomalien .

Der Erfolg dieser Strategie beruht auf dem Wechselspiel von Angriff und Verteidigung. Sie ist zeit- und ressourcenintensiv und kann die Leistung beeinträchtigen. Ihr zeitlicher Umfang ist variabel. Ohne die Unterstützung durch andere Strategien kann sie nicht vollständig erfolgreich sein.

Eine sichere Enklave ist eine Sicherheitsstrategie, die den Zugriff auf bestimmte Systembereiche verhindert. Sie kommt zum Einsatz, wenn das System zwar kompromittiert wurde, der Angreifer aber keinen Zugriff auf sensible Bereiche hat. Beispiele für diese Strategie sind die Verwendung der Zugriffsebene , eines Trusted Platform Module ( TPM) , eines Mikrokernels , einer Diode (unidirektionales Netzwerkgerät) und die Verwendung von Air Gaps .

Dies ist eine unterstützende Strategie für Grenzsicherung, Informationssystemüberwachung und Strategien für unausweichliche Maßnahmen. Sie ist zeit- und ressourcenintensiv und hat einen bekannten Umfang. Selbst bei vollständigem Erfolg dieser Strategie ist der Gesamterfolg der übergeordneten Verteidigungsstrategie nicht garantiert.

Eine Strategie, bei der nicht-reale Ziele für einen Angreifer eingesetzt werden, ist die Verwendung von vorgetäuschten Zielen. Sie kommt zum Einsatz, wenn das System bereits kompromittiert wurde, der Angreifer aber die Systemarchitektur nicht kennt. Beispiele für diese Strategie sind Honeypots , virtuelle Computer , virtuelle Sicherheitsschalter , gefälschte Dateien und kopierte Adressen/Passwörter.

Dies ist eine unterstützende Strategie für die Überwachung von Informationssystemen. Sie ist zeitaufwändig, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Ohne die Unterstützung durch andere Strategien kann sie nicht vollständig erfolgreich sein.

Moving Target ist eine Sicherheitsstrategie, die auf häufigen Änderungen von Daten und Prozessen basiert. Sie geht davon aus, dass das System zwar kompromittiert wurde, der Angreifer aber weder die Systemarchitektur noch die Prozesse kennt. Beispiele hierfür sind regelmäßige Passwort- oder Schlüsseländerungen (Kryptografie) und die Verwendung einer dynamischen Plattform.

Dies ist eine unterstützende Strategie zur Überwachung von Informationssystemen. Sie ist zeitaufwändig, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Ohne die Unterstützung durch andere Strategien kann sie nicht vollständig erfolgreich sein. Maßnahmen werden planmäßig oder als Reaktion auf eine erkannte Bedrohung aktiviert.

Unbrauchbare Informationen umfassen Sicherheitsmaßnahmen, die wichtige Informationen für einen Angreifer unbrauchbar machen. Diese Strategie basiert auf der Annahme, dass das System zwar kompromittiert wurde, der Angreifer die Informationen aber nicht entschlüsseln kann oder nicht genügend Zeit dafür hat. Beispielsweise kann die Verschlüsselung des Dateisystems oder der Einsatz von Verschlüsselungssoftware die Daten unbrauchbar machen, selbst wenn ein Angreifer Zugriff darauf erlangt. Auch Datenmaskierung , bei der sensible Daten in nicht sensiblen Daten mit verändertem Inhalt verborgen werden, ist eine Möglichkeit.

Dies ist eine unterstützende Strategie für die Überwachung von Informationssystemen. Sie ist zeit- und ressourcenintensiv und beeinträchtigt die Leistung. Ihr Anwendungsbereich ist bekannt. Ohne die Unterstützung durch andere Strategien ist sie nicht erfolgreich.  Die Theoreme von Claude Shannon zeigen, dass informationstheoretische Sicherheit nicht erreicht werden kann , wenn der Verschlüsselungsschlüssel kleiner ist als die zu schützende Information . Es gibt nur ein bekanntes unknackbares kryptografisches System: das One-Time-Pad . Diese Strategie ist aufgrund der Schwierigkeiten beim Austausch von One-Time-Pads ohne das Risiko einer Kompromittierung im Allgemeinen nicht anwendbar. Andere kryptografische Systeme verschaffen lediglich Zeit oder können geknackt werden (siehe Kryptografische Hash-Funktion#Schwierigkeitsgrad ). Diese Strategie muss durch Strategien wie Moving Target oder Deletes unterstützt werden.

Die Löschung von Daten ist eine Sicherheitsstrategie, die unter allen Umständen verhindern soll, dass ein Angreifer an sensible Informationen gelangt. Sie basiert auf der Annahme, dass der Schaden durch die Offenlegung von Informationen größer wäre als der Schaden, der durch das Löschen der Informationen oder die Deaktivierung des für den Zugriff erforderlichen Systems entstehen würde. Diese Strategie ist Teil des datenzentrierten Sicherheitsansatzes . Beispiele hierfür sind das Löschen von Informationen als Reaktion auf eine Sicherheitsverletzung (z. B. unbefugte Zugriffsversuche) und das Zurücksetzen von Passwörtern .

Dies ist eine unterstützende Strategie für die Überwachung von Informationssystemen. Sie ist ressourcenintensiv, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Allein kann sie nicht vollständig erfolgreich sein, da der erkannte Eindringling nicht isoliert wird.

Informationsredundanz ist eine Sicherheitsstrategie, die Datenredundanz vorsieht und diese im Schadensfall nutzt. Sie basiert auf der Annahme, dass die Schadensfindung und -behebung komplexer ist als die Wiederherstellung des Systems. Beispiele für diese Strategie sind die Systemwiederherstellung, die Erstellung von Sicherungskopien und die Verwendung eines Backup-Computers.

Dies ist eine unterstützende Strategie für die Überwachung von Informationssystemen. Diese Strategie beansprucht erhebliche Ressourcen, und ihr Umfang ist bekannt. Sie kann in ihrem Teilbereich vollständig erfolgreich sein.

Die Einschränkung von Roboteraktionen ist eine Sicherheitsstrategie, die die Aktionen eines Roboters ( Software-Bot ) begrenzt. Diese Strategie basiert auf der Annahme, dass ein Roboter mehr Aktionen ausführen oder Schaden anrichten kann, als ein Mensch verursachen kann. Beispiele für diese Strategie sind der Einsatz von Anti-Spam-Techniken , CAPTCHAs und anderen Verfahren zur Erkennung menschlicher Anwesenheit sowie der Schutz vor Denial-of-Service-Angriffen ( DoS -Abwehr ).

Dies ist eine unterstützende Strategie zum Schutz von Schnittstellen und zur Überwachung von Informationssystemen. Sie ist zeit- und ressourcenintensiv, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Allein kann diese Strategie nicht vollständig erfolgreich sein.

Aktive Verteidigung ist eine Strategie, die Sicherheitsmaßnahmen gegen potenzielle Eindringlinge ergreift. Sie basiert auf der Annahme, dass ein potenzieller Angreifer im Falle eines Angriffs über weniger Fähigkeiten verfügt. Beispiele für diese Strategie sind das Erstellen und Verwenden von Listen vertrauenswürdiger Netzwerke, Geräte und Anwendungen, das Blockieren nicht vertrauenswürdiger Adressen und das Lieferantenmanagement.

Dies ist eine unterstützende Strategie zum Schutz von Schnittstellen und zur Überwachung von Informationssystemen. Sie ist zeit- und ressourcenintensiv, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Allein kann diese Strategie nicht vollständig erfolgreich sein.

Unvermeidbare Aktionen greifen auf Sicherheitsmaßnahmen zurück, die weder verhindert noch neutralisiert werden können. Diese Strategie basiert auf der Annahme, dass das System zwar kompromittiert wurde, der Angreifer die Aktivierung des Abwehrmechanismus jedoch nicht verhindern kann. Beispiele für diese Strategie sind Neustarts , die Verwendung physisch nicht klonbarer Funktionen und der Einsatz eines Sicherheitsschalters .

Diese Strategie kann jede andere Strategie unterstützen. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} Sie ist ressourcenintensiv, und ihr Umfang wird vom Entwickler festgelegt. Eine Implementierung kann weitreichende Auswirkungen auf die Geräte haben. ^{[ 7 ]} Diese Strategie kann vollständig erfolgreich sein, jedoch geht dies in den meisten Fällen mit einem Kompromiss zwischen voller Systemfunktionalität und Sicherheit einher. Sie kann proaktiv oder reaktiv eingesetzt werden. Maßnahmen, die erst nach der Erkennung eines Problems ergriffen werden, können zu spät kommen. ^{[ 8 ]} Jede Implementierung muss durch die Secure-Enclave-Strategie unterstützt werden, um eine Neutralisierung durch unbefugten Zugriff auf den Schutzmechanismus zu verhindern.

Aktionen können folgender Art sein:

• Präventive Maßnahmen – Blockierung bestimmter Funktionen, Signale, Peripheriegeräte, Speicherbereiche und/oder Datenübertragungen. Beispiele hierfür sind: Blockierung von Audio-/Videoaufnahmen, des Versands langer Nachrichten oder des Zugriffs auf geheime Speicherbereiche.
• Kreative Aktionen – Aktivierung bestimmter Funktionen, Senden von Signalen, Nachrichten und/oder Daten. Zum Beispiel: Senden eines Alarmsignals oder einer Alarmnachricht oder Aktivieren des Kopierens oder Übertragens von Daten.
• Modifikationsmaßnahmen – die Veränderung der Funktionsweise eines Peripheriegeräts oder die Modifizierung der Daten, Signale oder Prozesse des geschützten Systems. Beispiele hierfür sind unabhängige Hardware-Verschlüsselung/-Entschlüsselung, Änderung der Beschleunigungsmessergenauigkeit , Filterung von Nachrichten oder Wörtern oder Änderung des Zustandsdiagramms oder Algorithmus durch unabhängige Hardware.

• Starke Kryptographie