In der Kryptographie und Computersicherheit bezeichnet man einen Man-in-the-Middle - Angriff ( MITM- Angriff ) oder On-Path-Angriff als einen Cyberangriff , bei dem der Angreifer die Kommunikation zwischen zwei Parteien, die glauben, direkt miteinander zu kommunizieren, heimlich abfängt und möglicherweise verändert , während sich der Angreifer in Wirklichkeit zwischen die beiden Benutzerparteien geschaltet hat. [ 9 ]

Ein Beispiel für einen Man-in-the-Middle-Angriff ist das aktive Abhören . Dabei stellt der Angreifer unabhängige Verbindungen zu den Opfern her und leitet Nachrichten zwischen ihnen weiter, um ihnen vorzugaukeln, sie würden direkt über eine private Verbindung miteinander kommunizieren, obwohl die gesamte Kommunikation tatsächlich vom Angreifer kontrolliert wird. [ 10 ] In diesem Szenario muss der Angreifer alle relevanten Nachrichten zwischen den beiden Opfern abfangen und neue einschleusen können. Dies ist in vielen Fällen unkompliziert; beispielsweise kann sich ein Angreifer, der sich in Reichweite eines WLAN-Zugangspunkts mit einem unverschlüsselten Netzwerk befindet, als Man-in-the-Middle einschalten. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

Da ein Man-in-the-Middle-Angriff die gegenseitige Authentifizierung umgehen soll, kann er nur dann erfolgreich sein, wenn der Angreifer jeden Endpunkt ausreichend gut imitiert, um dessen Erwartungen zu erfüllen. Die meisten kryptografischen Protokolle beinhalten eine Form der Endpunktauthentifizierung, um Man-in-the-Middle-Angriffe gezielt zu verhindern. Beispielsweise kann TLS eine oder beide Parteien mithilfe einer gemeinsam vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle authentifizieren. [ 14 ] [ 12 ]

Beispiel

Eine Illustration des Man-in-the-Middle-Angriffs.

Angenommen , Alice möchte mit Bob kommunizieren . Gleichzeitig möchte Mallory das Gespräch abfangen und belauschen (Verletzung der Vertraulichkeit), wobei sie die Möglichkeit hat, Bob unter dem Vorwand von Alice eine falsche Nachricht zu übermitteln (Verletzung des Nichtabstreitbarkeitsgebots). Mallory würde einen Man-in-the-Middle-Angriff durchführen, wie in der folgenden Abfolge der Ereignisse beschrieben.

  1. Alice schickt Bob eine Nachricht, die von Mallory abgefangen wird:
    Alice: „Hallo Bob, hier ist Alice. Gib mir deinen Schlüssel.“ →     Mallory     Bob
  2. Mallory übermittelt diese Nachricht an Bob; Bob kann nicht erkennen, dass sie nicht wirklich von Alice stammt:
    Alice     Mallory: „Hallo Bob, hier ist Alice. Gib mir deinen Schlüssel.“ →     Bob
  3. Bob antwortet mit seinem Verschlüsselungsschlüssel:
    Alice     Mallory     ← [Bobs Schlüssel] Bob
  4. Mallory tauscht Bobs Schlüssel gegen ihren eigenen aus und teilt dies Alice mit, wobei sie behauptet, es sei Bobs Schlüssel:
    Alice     ← [Mallorys Schlüssel] Mallory     Bob
  5. Alice verschlüsselt eine Nachricht mit dem, was sie für Bobs Schlüssel hält, in der Annahme, dass nur Bob sie lesen kann:
    Alice: „Triff mich an der Bushaltestelle!“ [verschlüsselt mit Mallorys Schlüssel] →     Mallory     Bob
  6. Da die Datei jedoch mit Mallorys Schlüssel verschlüsselt wurde, kann Mallory sie entschlüsseln, lesen, (falls gewünscht) modifizieren, mit Bobs Schlüssel neu verschlüsseln und an Bob weiterleiten:
    Alice     Mallory: „Triff mich im Park!“ [verschlüsselt mit Bobs Schlüssel] →     Bob
  7. Bob glaubt, dass diese Nachricht eine sichere Kommunikation von Alice ist.

Dieses Beispiel verdeutlicht, wie wichtig es für Alice und Bob ist, sicherzustellen, dass sie tatsächlich die öffentlichen Schlüssel des jeweils anderen verwenden und nicht den öffentlichen Schlüssel eines Angreifers. [ 15 ] Andernfalls sind solche Angriffe prinzipiell gegen jede Nachricht möglich, die mit Public-Key-Technologie versendet wird.

Arten von MITM-Angriffen

Es gibt verschiedene Angriffsarten, die unter die Kategorie MITM fallen. Die wichtigsten sind:

  1. HTTPS- Spoofing: Der Angreifer täuscht das Opfer, indem er ein gefälschtes SSL/TLS-Zertifikat verwendet und es so glauben lässt, dass seine Verbindung sicher ist.
  2. SSL/TLS -Stripping: Herabstufung des HTTPS-Datenverkehrs auf HTTP, Abfangen und Lesen unverschlüsselter Daten.
  3. ARP-Spoofing : Es werden gefälschte ARP-Nachrichten gesendet, um die MAC-Adresse des Angreifers mit einer Ziel-IP-Adresse zu verknüpfen und so den lokalen Netzwerkverkehr abzufangen.
  4. DNS-Spoofing oder DNS-Poisoning: Leitet DNS-Anfragen an bösartige Server um, wodurch die Opfer auf gefälschte Webseiten gelangen.
  5. Session Hijacking: Dabei werden Session- Cookies oder Tokens gestohlen, um sich in einer aktiven Sitzung als legitimer Benutzer auszugeben.
  6. Man-in-the-Browser (MITB): Schadsoftware verändert die Browseraktivität, indem sie Transaktionen in Echtzeit abfängt oder manipuliert.
  7. Wi-Fi MITM ( Evil Twin Attack ): Erzeugt einen gefälschten Wi-Fi-Hotspot, um die Kommunikation von verbundenen Geräten abzufangen.
  8. E-Mail -Hijacking: Abfangen von E-Mail-Kommunikation, um sensible Informationen zu manipulieren oder zu stehlen.
  9. Replay-Angriffe : Dabei werden gültige Daten erfasst und erneut übertragen, um Aktionen zu wiederholen oder die Kommunikation zu stören.
  10. Gefälschte Zertifizierungsstelle (CA): Nutzt eine betrügerische Zertifizierungsstelle, um gefälschte Zertifikate zu signieren und so die Opfer dazu zu verleiten, bösartigen Verbindungen zu vertrauen.

Verteidigung und Aufklärung

MITM-Angriffe lassen sich durch zwei Methoden verhindern oder aufdecken: Authentifizierung und Manipulationserkennung. Die Authentifizierung bietet eine gewisse Gewissheit, dass eine Nachricht von einer legitimen Quelle stammt. Die Manipulationserkennung liefert lediglich Hinweise darauf, dass eine Nachricht verändert wurde und ihre Integrität beeinträchtigt ist.

Authentifizierung

Alle kryptografischen Systeme, die gegen Man-in-the-Middle-Angriffe (MITM) sicher sind, bieten eine Methode zur Authentifizierung von Nachrichten. Die meisten erfordern neben der Nachricht selbst den Austausch von Informationen (z. B. öffentlichen Schlüsseln) über einen sicheren Kanal . Solche Protokolle, die häufig Schlüsselaustauschverfahren nutzen , wurden mit unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen an den sicheren Kanal entwickelt, wobei einige versucht haben, gänzlich auf einen sicheren Kanal zu verzichten. [ 16 ]

Eine Public-Key-Infrastruktur wie Transport Layer Security (TLS ) kann das Transmission Control Protocol ( TCP ) gegen Man-in-the-Middle-Angriffe (MITM) absichern. In solchen Strukturen tauschen Clients und Server Zertifikate aus, die von einer vertrauenswürdigen dritten Partei, einer sogenannten Zertifizierungsstelle (CA), ausgestellt und verifiziert werden . Sofern der ursprüngliche Schlüssel zur Authentifizierung dieser CA nicht selbst Ziel eines MITM-Angriffs war, können die von der CA ausgestellten Zertifikate zur Authentifizierung der vom Zertifikatsinhaber gesendeten Nachrichten verwendet werden. Die gegenseitige Authentifizierung , bei der sowohl Server als auch Client die Kommunikation des jeweils anderen überprüfen, schützt beide Seiten vor einem MITM-Angriff. Wird die Identität des Servers oder Clients nicht verifiziert oder als ungültig eingestuft, wird die Sitzung beendet. [ 17 ] Standardmäßig wird bei den meisten Verbindungen jedoch nur der Server authentifiziert. Das bedeutet, dass die gegenseitige Authentifizierung nicht immer zum Einsatz kommt und MITM-Angriffe weiterhin möglich sind.

Zur Abwehr von Man-in-the-Middle-Angriffen werden Bestätigungen eingesetzt, beispielsweise die mündliche Übermittlung eines gemeinsamen Wertes (wie bei ZRTP ) oder aufgezeichnete Bestätigungen wie Audio-/Videoaufzeichnungen eines Hashwerts des öffentlichen Schlüssels [ 18 ]. Visuelle Medien sind deutlich schwieriger und zeitaufwändiger zu imitieren als einfache Datenpaketkommunikation. Allerdings erfordern diese Methoden die Beteiligung eines Menschen, um die Transaktion erfolgreich zu initiieren.

HTTP Public Key Pinning (HPKP) wurde ursprünglich entwickelt, um Man-in-the-Middle-Angriffe mit kompromittierten Zertifizierungsstellen zu verhindern. Aufgrund des hohen Risikos, dass Websites dadurch unbeabsichtigt unbrauchbar werden, wird es von den meisten Browsern jedoch nicht mehr unterstützt. Es wurde weitgehend durch Certificate Transparency (CT) ersetzt, welches vorschreibt, dass alle TLS-Zertifikate in öffentlich einsehbaren Protokollen gespeichert werden, um betrügerische oder unautorisierte Zertifikate in Echtzeit zu erkennen.

DNSSEC erweitert das DNS-Protokoll um die Verwendung von Signaturen zur Authentifizierung von DNS-Einträgen und verhindert so, dass einfache MITM-Angriffe einen Client auf eine bösartige IP-Adresse umleiten .

Manipulationserkennung

Die Latenzanalyse kann in bestimmten Situationen Angriffe aufdecken [ 19 ] , beispielsweise bei rechenintensiven Vorgängen, die mehrere zehn Sekunden dauern, wie etwa Hash-Funktionen . Um potenzielle Angriffe zu erkennen, prüfen die Beteiligten die Antwortzeiten auf Abweichungen. Beispiel: Angenommen, zwei Parteien benötigen normalerweise eine bestimmte Zeit für eine Transaktion. Dauert es jedoch ungewöhnlich lange, bis eine Transaktion die andere Partei erreicht, könnte dies darauf hindeuten, dass ein Dritter die Verbindung stört und die Transaktion verzögert.

Theoretisch liefert die Quantenkryptographie durch das No-Cloning-Theorem einen Nachweis für Manipulationen an Transaktionen . Protokolle, die auf Quantenkryptographie basieren, authentifizieren typischerweise einen Teil oder die gesamte klassische Kommunikation mit einem bedingungslos sicheren Authentifizierungsverfahren. Ein Beispiel hierfür ist die Wegman-Carter-Authentifizierung . [ 20 ]

Forensische Analyse

Aufgezeichneter Netzwerkverkehr, der von einem mutmaßlichen Angriff stammt, kann analysiert werden, um festzustellen, ob ein Angriff stattgefunden hat und, falls ja, die Quelle des Angriffs zu ermitteln. Wichtige Beweismittel, die bei der forensischen Untersuchung eines mutmaßlichen Angriffs analysiert werden sollten, sind unter anderem: [ 21 ]

Bemerkenswerte Beispiele

Ein Stingray-Handy-Tracker ist ein Überwachungsgerät für Mobiltelefone , das einen Mobilfunkmast imitiert, um alle Mobiltelefone und andere mobile Datengeräte in der Nähe zur Verbindung mit ihm zu zwingen. Der Tracker leitet die gesamte Kommunikation zwischen Mobiltelefonen und Mobilfunkmasten weiter. [ 22 ]

Im Jahr 2011 führte eine Sicherheitslücke bei der niederländischen Zertifizierungsstelle DigiNotar zur betrügerischen Ausstellung von Zertifikaten . Anschließend wurden die gefälschten Zertifikate für Man-in-the-Middle-Angriffe missbraucht. [ 23 ]

Im Jahr 2013 wurde bekannt, dass Nokias Xpress Browser HTTPS-Datenverkehr auf Nokias Proxy-Servern entschlüsselte und dem Unternehmen so Zugriff auf den verschlüsselten Browserverkehr seiner Kunden im Klartext ermöglichte . Nokia entgegnete, die Inhalte würden nicht dauerhaft gespeichert und das Unternehmen habe organisatorische und technische Maßnahmen ergriffen, um den Zugriff auf private Informationen zu verhindern. [ 24 ]

Im Jahr 2017 zog Equifax seine mobilen Apps aufgrund von Bedenken hinsichtlich MITM-Schwachstellen zurück. [ 25 ]

Bluetooth , ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, ist aufgrund seiner drahtlosen Datenübertragung ebenfalls anfällig für Man-in-the-Middle-Angriffe. [ 26 ]

Weitere bemerkenswerte Beispiele für die praktische Anwendung sind:

Siehe auch

  • ARP-Spoofing – eine Technik, bei der ein Angreifer Address Resolution Protocol-Nachrichten an ein lokales Netzwerk sendet.
  • Aspidistra-Sender  – ein britischer Funksender, der im Zweiten Weltkrieg für „Intrusion“-Operationen, einen frühen MITM-Angriff, eingesetzt wurde.
  • Babington-Verschwörung  – die Verschwörung gegen Elisabeth I. von England, bei der Francis Walsingham den Briefwechsel abfing.
  • Computersicherheit  – die Entwicklung sicherer Computersysteme.
  • Cookiemonster-Angriff  – eine Man-in-the-Middle-Attacke.
  • Kryptoanalyse  – die Kunst, verschlüsselte Nachrichten zu entschlüsseln, auch wenn man nicht genau weiß, wie sie verschlüsselt wurden.
  • Digitale Signatur  – eine kryptografische Garantie für die Authentizität eines Textes, in der Regel das Ergebnis einer Berechnung, die voraussichtlich nur der Autor durchführen kann.
  • Evil-Maid-Angriff  – ein Angriff gegen Systeme mit vollständiger Festplattenverschlüsselung
  • Interlock-Protokoll  – ein spezielles Protokoll zur Umgehung eines MITM-Angriffs, wenn die Schlüssel möglicherweise kompromittiert wurden.
  • Schlüsselmanagement  – ​​wie man kryptografische Schlüssel verwaltet, einschließlich Generierung, Austausch und Speicherung.
  • Schlüsselvereinbarungsprotokoll  – ein kryptografisches Protokoll zur Festlegung eines Schlüssels, dem beide Parteien vertrauen können.
  • Man-in-the-Browser  – eine Art von Webbrowser-MITM
  • Man-on-the-Side-Angriff  – ein ähnlicher Angriff, bei dem lediglich regulärer Zugriff auf einen Kommunikationskanal gewährt wird.
  • Gegenseitige Authentifizierung  – wie Kommunikationspartner Vertrauen in die Identität der jeweils anderen Person herstellen.
  • Passwortauthentifizierter Schlüsselaustausch  – ein Protokoll zur Erstellung eines Schlüssels mithilfe eines Passworts.
  • Quantenkryptographie  – die Anwendung der Quantenmechanik zur Gewährleistung von Sicherheit in der Kryptographie.
  • Sicherer Kanal  – eine Kommunikationsmethode, die resistent gegen Abhören und Manipulation ist.
  • Spoofing-Angriff  – Art des Cyberangriffs
  • Terrapin-Angriff  – ein Downgrade-Angriff auf das SSH- Protokoll, der einen Angreifer mit einer Man-in-the-Middle-Position erfordert.

Anmerkungen

  1. ^ Auch bekannt als Monster-in-the-Middle-Angriff , [ 1 ] [ 2 ] Machine-in-the-Middle-Angriff , [ 3 ] Meddler-in-the-Middle-Angriff , [ 4 ] Manipulator-in-the-Middle-Angriff , [ 5 ] [ 6 ] Person-in-the-Middle-Angriff [ 7 ] ( PITM ) oder Adversary-in-the-Middle- Angriff [ 8 ] ( AITM ).

Referenzen

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