SPP 1079: Sicherheit in der Informations- und Kommunikationstechnik Informatik 2003, 30. September 2003

1. SPP 1079: Sicherheit in der Informations- und
Kommunikationstechnik
Sichere IT-Systeme
Informatik 2003, 30. September 2003
Sven Wohlgemuth
Prof. Dr. Günter Müller
Institut für Informatik und Gesellschaft
Abteilung Telematik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

2. Sichere IT-Systeme 2
Überblick
I. SPP Sicherheit
• CeBIT-Szenario
• CeBIT-Demonstrator
• Einige Zahlen zur Wissenschaft
II. ATUS (A Toolkit for Usable Security)
• Untersuchte Systeme
• Ausgangspunkt: Problemklassen
• Usable Security Evaluation (USE)
• USE: Beispiel Signtrust Mail
• User-Centered Security Engineering (UCSec)
• UCSec: Beispiel iManager
• UCSec: Online-Befragung
III. Zukunft

3. Sichere IT-Systeme 3
Mobiles
Endgerät
IT-Infrastruktur
I. CeBIT-Szenario: Onboard-Ticketing
Sicherheitsmechanismen für Anwender und Anbieter

4. Sichere IT-Systeme 4
CeBIT-Demonstrator
[GeWoMu2003]
PolicyMaker
(München)
Zugriffsschutz
für
Middleware
(Berlin)
Pseudo-
nymisierung
(Dortmund)
Effiziente
Angriffs-
erkennung
(Cottbus)
IT-Infrastruktur
Kryptoanalyse
(Karlsruhe)
Sicheres Betriebssystem
(München)
Spontane Vernetzung
(Rostock)
Digitale
Geldbörse
(Gießen)
E-Ticket
(Augsburg)
Anondienst
JAP
(Dresden)
Elliptische Kurven
(Darmstadt)
(Freiburg)
Benutzbare Sicherheit (ATUS)
Hardwareerweiterung für spontane Vernetzung
(Rostock)
iManager
Biometrisches
Signier-
werkzeug
Mobiles Endgerät
SW-Verifikation
(DFKI, Augsburg)

5. Sichere IT-Systeme 5
CeBIT-Messestand

6. Sichere IT-Systeme 6
173 Veröffentlichungen
mit Review: 150
− international: 113
− national: 37
ohne Review: 23
− Zeitschriften: 46
− Konferenzen: 104
• ACM CCS: 2
• ACSAC: 1
• Crypto-Reihe: 5
• ESORICS: 4
• GI-Jahrestagung: 7
• IEEE Symp. on Security and Privacy: 2
• IEEE Computer Security Found.: 2
• Inf. Security (ISC): 2
• Inf. and Comm. Security (ICICS): 2
• Workshop on Design Issues in
Anonymity and Unobservability: 4
Einige Zahlen zur Wissenschaft (1)

7. Sichere IT-Systeme 7
Promotionen
– abgeschlossen: 12
– geplante Abschlüsse in Phase III: 20
Publikationen über das SPP Sicherheit
– Müller, G., Eckert, C.: Sicherheit 2003, Praxis der Informationsverarbeitung
und Kommunikation (PIK), K. G. Saur Verlag, 2003
– Wohlgemuth, S., Gerd tom Markotten, D., Jendricke, U., Müller, G.: DFG-
Schwerpunktprogramm „Sicherheit in der Informations- und
Kommunikationstechnik“, it-information technology, 45(5), Oldenbourg
Verlag, 2003
– Müller, G., Reichenbach, M.: Sicherheitskonzepte für das Internet, Springer
Xpert.press, Mai 2001.
– Müller, G., Kreutzer, M.: IT Sicherheit, Informationstechnik und Technische
Informatik (it+ti), Heft 5, Oldenbourg Verlag, 2001
– Müller, G., Gerd tom Markotten, D.: Wirtschaftsinformatik – Schwerpunkt:
Sicherheit in der Informations- und Kommunikationstechnik, Heft 6, Vieweg,
2000
Einige Zahlen zur Wissenschaft (2)

8. Sichere IT-Systeme 8
Überblick
I. SPP Sicherheit
• CeBIT-Szenario
• CeBIT-Demonstrator
• Einige Zahlen zur Wissenschaft
II. ATUS (A Toolkit for Usable Security)
• Untersuchte Systeme
• Ausgangspunkt: Problemklassen
• Usable Security Evaluation (USE)
• USE: Beispiel Signtrust Mail
• User-Centered Security Engineering (UCSec)
• UCSec: Beispiel iManager
• UCSec: Online-Befragung
III. Zukunft

9. Sichere IT-Systeme 9
II. Untersuchte Systeme
• Nutzeranforderungen durch
Nutzerbefragung
• Entwicklung von
– Evaluationsmethode (USE)
– Vorgehensweise (UCSec)
Sicheres Betriebssystem
(München)
Spontane Vernetzung
(Rostock)
Dig. Geldbörse
(Gießen)
E-Ticket
(Augsburg)
Anondienst
JAP
(Dresden)
Elliptische Kurven
(Darmstadt)
(Freiburg)
Biometris
ches
Signier-
werkzeug
Benutzbare Sicherheit (ATUS)
Hardwareerweiterung für spontane Vernetzung
(Rostock)
iMana
ger
MobilesEndgerät

10. Sichere IT-Systeme 10
Sicherheitskonzept nicht vertrautSicherheitskonzept vertraut
Gefährdung der
• Vertraulichkeit
• Integrität
• Zurechenbarkeit
• Verfügbarkeit
Sicherheitskritisches
Fehlverhalten
Sicherheits-
probleme
Benutzbarkeits-
probleme
Sicherheits-
kritische
Benutzbarkeits-
probleme
[KaRe2002]
Ausgangspunkt: Problemklassen
Problemklasse I Problemklasse IV
Problemklasse II Problemklasse III

11. Sichere IT-Systeme 11
Usable Security Evaluation (USE)
Inspektionsvorlagen
Sicherheits-
orientierte
Gestaltungs-
richtlinien
Beispiel-
aufgaben
Sicherheitscheckliste
• Schutzobjekte
• Sicherheitskriterien
• Sicherheitslücken
ähnlicher Anwendungen
IT-Sicherheitsevaluation
• ITSEC
• Common Criteria
Methoden der HCI
• Heuristische Evaluation
• Cognitive Walkthrough
[Ge2003]
Usable Security Evaluation (USE)

12. Sichere IT-Systeme 12
Schritt 1: Spezifikation der Rahmenbedingungen
– Zielgruppe: Sicherheitslaien
– Anwendungskontext
– Probanden: Sicherheits- und HCI-Experten
– Testumgebung
Schritt 2: Durchführung der Evaluation
– Sicherheitscheckliste:
Schutzobjekte, Kriterien, bekannte
Probleme von PGP
– Beispielaufgaben
– Analyse der Benutzungsschnittstelle
– Interview der Probanden
Schritt 3: Auswertung der Ergebnisse
– Schweregrad
– Gestaltungsrichtlinien
– Problemklassen
USE: Beispiel Signtrust Mail
[Ge2003]

13. Sichere IT-Systeme 13
Ergebnisse: Signtrust Mail (1)

14. Sichere IT-Systeme 14
Benutzbarkeitsrichtlinien
9
19
48
2
9
13
3
17
0 10 20 30 40 50 60
Fehlervermeidung
Erwartungskonformität
Selbstbeschreibungsfähigkeit
Erstbenutzungsfreundlichkeit
Komfort/Effizienz
Aufgabenangemessenheit
Benutzerführung
Vertrauen
Anzahl
40 % der Probleme: mangelnde Selbstbeschreibungsfähigkeit
Sicherheitsorientierte Gestaltungsrichtlinien
Ergebnisse: Signtrust Mail (2)
[Ge2003]

15. Sichere IT-Systeme 15
Ergebnisse: Signtrust Mail (3)

16. Sichere IT-Systeme 16
• 75% der identifizierten Probleme sind sicherheitskritische
Benutzbarkeitsprobleme
• Trotz Sicherheitszertifizierung sind Schwachstellen vorhanden
10
48
42
20
0
10
20
30
40
50
60
Problemklasse I Problemklasse II Problemklasse III Problemklasse IV
AnzahlderNennungen
Ergebnisse: Signtrust Mail (4)
[Ge2003]

17. Sichere IT-Systeme 17
Analyse
Implementierung
und Test
Entwurf
Funktions-
analyse
Analyse
Bedrohungs-/
Risikoanalyse
Sicherheits-/
Strategiemodell
Nutzer als Angriffsobjekt
Nutzerverhalten
Adäquates
Sicherheitsniveau
Design und
Implementierung
Evaluation
und Test
Design
Test
Gestaltungsrichtlinien /
USE
Abschlusstest
User-Centered Security Engineering (UCSec)
für Problemklasse III
[Ge2003]Bewertung von UCSec noch nicht möglich

18. Sichere IT-Systeme 18
• Nutzer kontrolliert seine persönlichen Daten
• Anwendung von UCSec
– Analyse: Nutzerbefragung
– Entwurf: Schutzzielimplikation
– Implementierung: Gestaltungsrichtlinien
• Offen
– Sicherheitsprotokollzur
Authentifikation
– Anbindung an
Identitätsmanagementsysteme
(Passport, Liberty Alliance, ...)
– Adaptive Schnittstelle
Einkaufen
Willi Weber
Behörde
Teil-Identitäten
Freizeit
Anonym
Name:
Willi Weber
Kreditkarte: VISA
Nr.: 9988 7766 5544 3322
Gültig bis:01.10.2004
Adresse
Straße: Friedrichstr. 50
PLZ: 79098
Ort: Hannover
Geburtstag: 11.07.1974
Geburtsort: Laatzen
Identität
Nickname:Webster
Verein:Privatheitsfreunde
Hannover e.V.
[GeJeMu2001]
Ziel: Sicherheitswerkzeug für Laien zur Autorisierung
UCSec: Beispiel iManager

19. Sichere IT-Systeme 19
Ziel: Nutzermodellierung für adaptive Schnittstelle
Umfrage
– Fragebogen im Internet (www.telematik.uni-freiburg.de/umfrage/)
– Anwendungskontext: WWW-Nutzung
– Sicherheitsbedürfnisse und Lernbereitschaft
– Beantwortungszeit: 20 bis 30 Minuten
– Zeitraum: Januar bis Mitte April 2003
– Teilnehmer gesamt: 1027
[Ka2003]
UCSec: Online-Befragung

20. Sichere IT-Systeme 20
• Auswertung der Online-Befragung
• Verbesserung von UCSec für adaptive Schnittstellen
• Fertigstellung des iManagers, insbesondere Erweiterung um
Sicherheitsprotokolle zur Authentifikation
• Bewertung von UCSec mit Erfahrung aus iManager-
Entwicklung
III. ATUS in Phase III

21. Sichere IT-Systeme 21
Phase III: 11 Projekte
Anwendungen
• Anonymitätsdienst
(Dresden)
• Identitätsmanagement
(Freiburg)
Infrastruktur
• Spontane Vernetzung –
sichere Hardware
(Rostock)
• Sichere IP-Netze
(Duisburg-Essen)
• Zugriffsschutzpolitiken für
Middleware
(Berlin)
• Effiziente Angriffserkennung
(Cottbus)
• Pseudonymisierung
(Dortmund)
Methoden
• Software-Verifikation
(DFKI, Augsburg)
• Benutzbarkeit und Sicherheit
(Freiburg)
• Quantenkryptographie
(Darmstadt)
• Kryptoanalyse
(Karlsruhe)
Schutzziele
Zukunft des SPP

22. Sichere IT-Systeme 22
Zukunft des SPP
Internationale Abschlusskonferenz 2006
• Sicheres Gesamtsystem Menge sicherer Komponenten
• Programm
– Ausstellung von Demonstratoren / Prototypen
– Internationale Forschung – SPP-Forschung
– Workshops
– Diskussion: Gesellschaft – Technik


23. Sichere IT-Systeme 23
Weitere Informationen
Sven Wohlgemuth
Koordinator SPP Sicherheit 1079
Tel. +49 761 203 4926
Fax +49 761 203 4929
E-Mail wohlgemuth@iig.uni-freiburg.de
WWW http://www.telematik.uni-freiburg.de
Auf eine gute Zusammenarbeit