Was ist API-Sicherheit? Die wichtigsten Arten und Anwendungsfälle

APIs spielen in modernen Anwendungsarchitekturen eine entscheidende Rolle, geraten jedoch zunehmend ins Visier von Angreifern. Erfahren Sie mehr über häufige Schwachstellen bei der API-Sicherheit und lernen Sie Strategien kennen, mit denen Sie APIs proaktiv vor Angriffen und Kompromittierung schützen können.

API-Sicherheit verstehen

APIs (Anwendungsprogrammierschnittstellen) sind für die Entwicklung moderner Anwendungen von grundlegender Bedeutung, da sie es Anwendungen ermöglichen, mit anderen Anwendungen, Diensten oder Plattformen zu kommunizieren und Daten auszutauschen. Sie ermöglichen Unternehmen die einfache Integration externer Plattformen und Dienste von Drittanbietern sowie die Entwicklung umfassender Lösungen durch die Verknüpfung verschiedener Komponenten. Dies fördert einen modularen Ansatz bei der Anwendungsentwicklung, der es Entwicklern ermöglicht, bestehende Dienste und Funktionen zu nutzen, die Wiederverwendung von Code zu fördern, Entwicklungszyklen zu beschleunigen und die Produktivität zu steigern. APIs sind aufgrund ihrer Fähigkeit, Geschäftslogik zu entkoppeln und zu dezentralisieren, der Grundpfeiler moderner Anwendungen und dienen als Mechanismus, um herkömmliche Anwendungen zu API-basierten Architekturen weiterzuentwickeln.

Eine Zeitleiste der API-Entwicklung

Wie nahezu jeder andere Bereich der Informatik hat sich auch die API-Technologie in den vergangenen 25 Jahren verändert, da Entwickler nach Möglichkeiten gesucht haben, Leistung und Zuverlässigkeit zu verbessern. Sowohl die Designphilosophie als auch die Datendarstellung von APIs haben sich weiterentwickelt – und damit auch die Art und Weise, wie Daten und Datenverkehr geschützt werden. Die Entwicklung gängiger API-Architekturen lässt sich grob wie folgt darstellen:

• SOAP-APIs (1998–2010). APIs auf Basis des Simple Object Access Protocol (SOAP) verwenden digitale Signaturen und die Verschlüsselung von XML-formatierten Daten, um Sicherheit auf Nachrichtenebene zu gewährleisten. Die Sicherheit auf Nachrichtenebene ist im Allgemeinen umfassender als die Sicherheit bei einem REST-API-Architekturstil (siehe unten). Obwohl sie für ihre Portabilität geschätzt wird, kommt die Sicherheit auf Nachrichtenebene heute jedoch nur noch in älteren Webdiensten zum Einsatz.
• REST-APIs (2010 bis heute). Im vergangenen Jahrzehnt entwickelte sich Representational State Transfer (REST) zum beliebtesten Architekturstil für APIs. Heute sind die meisten Web-APIs REST-APIs. Bei REST werden Ressourcen durch eindeutige HTTP-URIs identifiziert, und die Regeln für die Zugriffskontrolle basieren auf einer Kombination aus HTTP-Verb und HTTP-URI.
• GraphQL-APIs (2020–Zukunft) GraphQL ist eine aufstrebende Abfragesprache für APIs. Sie gibt Frontend-Entwicklern die Kontrolle, indem sie ihnen ermöglicht, ihre API-Abfragen optimal an ihre Anwendungen anzupassen. Der Zugriff auf alle Ressourcen erfolgt über einen einzigen URI. Aufgrund dieser Flexibilität und Kontrolle erfreut sich GraphQL zunehmender Beliebtheit.

Verschiedene Arten von APIs

APIs lassen sich anhand ihrer Zugänglichkeit, Verwendung und Zielgruppe in verschiedene Typen einteilen.

• Private APIs, auch als interne APIs bezeichnet, werden von einer Organisation für den eigenen internen Gebrauch entwickelt und gepflegt. Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten oder Diensten innerhalb der Infrastruktur einer Organisation. Private APIs sind nicht für die Nutzung durch externe Entwickler vorgesehen.
• Öffentliche APIs sind darauf ausgelegt, den Zugriff auf bestimmte Funktionen oder Daten eines Dienstes, einer Plattform oder einer Anwendung zu ermöglichen, und werden externen Entwicklern, Softwareanwendungen von Drittanbietern sowie der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt. Öffentliche APIs werden häufig eingesetzt, um den Funktionsumfang eines Produkts oder Dienstes zu erweitern und Drittentwickler dazu anzuregen, Anwendungen oder Integrationen zu entwickeln.
• Partner-APIs sind eine Untergruppe öffentlicher APIs, deren Nutzung auf bestimmte Partner, verbundene Unternehmen, Kunden oder B2B-Kooperationspartner (Business-to-Business) einer Organisation beschränkt ist, um einen kontrollierten Zugriff auf bestimmte Funktionen oder Daten zu ermöglichen. Der Zugriff auf diese APIs wird in der Regel über Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen gewährt.
• Drittanbieter-APIs werden von externen Organisationen oder Einzelpersonen entwickelt und stellen Funktionen bereit, die sich in andere Anwendungen integrieren lassen. Diese APIs ermöglichen Entwicklern den Zugriff auf externe Dienste, Bibliotheken oder Datenquellen, um ihre eigenen Anwendungen zu erweitern. Sie sind in der Softwareentwicklung weit verbreitet, da sich durch die Nutzung bestehender Dienste oder Funktionen Zeit und Aufwand sparen lassen. Beispiele für Drittanbieter-APIs sind Karten-APIs, die benutzerdefinierte Karten anzeigen, oder Wetter-APIs, die lokale Vorhersagen auf Webseiten für Reisen oder Tourismus bereitstellen.

Warum API-Sicherheit notwendig ist

APIs vergrößern zudem die Angriffsfläche und bergen insbesondere aufgrund ihrer wechselseitigen Abhängigkeiten in Multi-Cloud-Architekturen unvorhergesehene Risiken. Dieses Phänomen wird als „API-Wildwuchs“ bezeichnet und kann die Sicherheit Ihres API-Ökosystems erheblich gefährden. Wie Webanwendungen sind auch APIs anfällig für die Ausnutzung von Schwachstellen, den Missbrauch durch automatisierte Bedrohungen, Denial-of-Service-Angriffe, Fehlkonfigurationen sowie Angriffe, die Authentifizierungs- und Autorisierungskontrollen umgehen.

Die zunehmende Verbreitung moderner Microservices-Architekturen kann die API-Ausbreitung verschärfen, da solche Architekturen eine große Anzahl von APIs sowohl für die Kommunikation mit Schnittstellen (Nord-Süd-Datenverkehr) als auch zwischen Microservices (Ost-West-Datenverkehr) nutzen.

Zu den Maßnahmen gegen API-Wildwuchs gehören:

• Implementierung einer API-Governance-Strategie
• Schaffung einer zentralen Informationsquelle für die API-Ermittlung
• Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Versionierung und Dokumentation
• Bereitstellung von Metriken und Einblicken in den API-Datenverkehr
• API-Sicherheit in großem Maßstab anwenden

Wenn Sie mehr über diese Taktiken und ihre Umsetzung erfahren möchten, lesen Sie „5 Wege zur Bekämpfung der unkontrollierten API-Ausbreitung (und warum das wichtig ist)“.

Risiken unzureichender API-Sicherheit

APIs legen naturgemäß kritische Geschäftslogik und sensible Informationen wie Benutzerdaten, Anmeldedaten und Finanztransaktionen offen und geraten zunehmend ins Visier von Angreifern. Dies gilt insbesondere für Funktionen wie Anmeldung, Kontoerstellung, das Hinzufügen zum Warenkorb und Geldüberweisungen. APIs können Angreifern als Einstiegspunkte dienen, um Schwachstellen auszunutzen oder sich Zugang zur zugrunde liegenden Infrastruktur und zu Ressourcen zu verschaffen.

Die wichtigsten Arten der API-Sicherheit

Umfassende API-Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich, um Daten vor unbefugtem Zugriff, Manipulation oder Offenlegung zu schützen, den Datenschutz zu gewährleisten und das Vertrauen von Nutzern und Stakeholdern zu erhalten sowie die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von APIs sicherzustellen.

Da jedoch sowohl APIs als auch Anwendungen vielen der gleichen Bedrohungen ausgesetzt sind, sollten Sicherheitsteams eine integrierte Sicherheitsstrategie für Anwendungen und APIs in Betracht ziehen. Laut den OWASP Top 10 der API-Sicherheitsrisiken 2023, gibt es Sicherheitsrisiken, die sowohl Anwendungen als auch APIs betreffen und bei der Implementierung von Sicherheitslösungen berücksichtigt werden sollten. Zum Beispiel:

• Schwache Authentifizierungs-/Autorisierungskontrollen
• Fehlkonfiguration
• Missbrauch der Geschäftslogik (Credential Stuffing, Kontoübernahme)
• Server-Side Request Forgery (SSRF)

Dies führt zu einer integrierten Sicherheitsstrategie für Anwendungen und APIs, bei der gemeinsame Funktionen sowohl für Anwendungen als auch für APIs genutzt werden. Doppelt so viele Dienste zu betreiben, um dieselbe Bedrohung oder dasselbe Risiko abzudecken, ist ineffizient und führt zu unnötiger Komplexität. Eine integrierte Sicherheitsstrategie für Anwendungen und APIs ist aus betrieblicher, finanzieller und architektonischer Sicht sinnvoller.

Zu den wichtigsten Anwendungsfällen für API-Sicherheit gehören die folgenden.

Authentifizierung und Autorisierung

Authentifizierung und Autorisierung sind grundlegende Elemente der API-Sicherheit. Bei der Authentifizierung wird die Identität von Benutzern oder Systemen überprüft, die auf eine API zugreifen möchten. So wird sichergestellt, dass die anfragende Entität tatsächlich diejenige ist, für die sie sich ausgibt. Zu den gängigen Authentifizierungsmethoden gehören Benutzername und Passwort, API-Schlüssel, Token und biometrische Verfahren. Die Autorisierung legt fest, welche Aktionen ein authentifizierter Benutzer oder ein authentifiziertes System innerhalb der API ausführen darf. Dazu werden Regeln für die Zugriffskontrolle, Rollen und Berechtigungen definiert. Die rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) und die attributbasierte Zugriffskontrolle (ABAC) sind häufig verwendete Autorisierungsmodelle. Durch die konsequente Durchführung geeigneter Autorisierungsprüfungen können Unternehmen sicherstellen, dass authentifizierte Clients über die erforderlichen Berechtigungen verfügen, um auf bestimmte Ressourcen zuzugreifen oder bestimmte Aktionen auszuführen. Mit granularen Zugriffskontrollen lässt sich der Zugriff auf sensible API-Endpunkte oder Daten sowie auf relevante Objekte und Funktionen beschränken.

Open-Authorization-Protokolle (OAuth) sind ein zentraler Bestandteil robuster Authentifizierungs- und Autorisierungsverfahren. Dank OAuth müssen Benutzer ihre Benutzernamen und Passwörter nicht direkt an Drittanbieteranwendungen weitergeben. Stattdessen stellt OAuth Zugriffstoken aus, die begrenzte und klar abgegrenzte Berechtigungen repräsentieren. Dadurch sinkt das Risiko, dass Anmeldedaten gestohlen oder missbraucht werden. API-Anbieter können damit über Geltungsbereiche (Scopes) und Berechtigungen fein abgestufte Zugriffskontrollen definieren. So wird sichergestellt, dass Drittanbieteranwendungen nur auf die Ressourcen und Aktionen zugreifen können, die der Benutzer autorisiert hat, wodurch sich das Risiko unbefugter Zugriffe verringert.

Eine unsachgemäße Implementierung von Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen kann zu verschiedenen Bedrohungen für die API-Sicherheit führen, darunter:

Fehlerhafte Autorisierung auf Objektebene. Diese Sicherheitslücke tritt auf, wenn eine Anwendung Zugriffskontrollen auf Objekt- oder Datenebene nicht ordnungsgemäß durchsetzt. Dadurch kann ein Angreifer Autorisierungsprüfungen manipulieren oder umgehen und sich unbefugten Zugriff auf bestimmte Objekte oder Daten innerhalb einer Anwendung verschaffen. Jeder API-Endpunkt, der die ID eines Objekts empfängt und eine Aktion für dieses Objekt ausführt, sollte Autorisierungsprüfungen auf Objektebene implementieren, um sicherzustellen, dass der angemeldete Benutzer über die erforderlichen Berechtigungen verfügt, die angeforderte Aktion für das betreffende Objekt auszuführen.

Fehlerhafte Authentifizierung. Authentifizierungsmechanismen in einer API werden häufig fehlerhaft implementiert, sodass Angreifer unbefugten Zugriff auf Benutzerkonten oder sensible Daten erlangen oder unbefugte Aktionen ausführen können.

Fehlerhafte Autorisierung auf Objekteigenschaftsebene. Diese Bedrohung tritt auf, wenn eine API Zugriffskontrollen und Autorisierungsprüfungen auf Objekteigenschaftsebene nicht ordnungsgemäß durchsetzt. Ein API-Endpunkt ist für solche Angriffe anfällig, wenn er Eigenschaften eines Objekts offenlegt, die als vertraulich gelten und vom Benutzer nicht gelesen werden dürfen. Ein solcher Angriff wird mitunter als übermäßige Datenoffenlegung bezeichnet. Ein API-Endpunkt ist auch dann für solche Angriffe anfällig, wenn er einem Benutzer erlaubt, den Wert einer vertraulichen Objekteigenschaft zu ändern, hinzuzufügen oder zu löschen. Ein solcher Angriff wird mitunter als Massenzuweisung bezeichnet.

• Fehlerhafte Autorisierung auf Funktionsebene. Diese Bedrohung tritt auf, wenn eine API Autorisierungsprüfungen auf Funktions- oder Vorgangsebene nicht ordnungsgemäß durchsetzt, sodass Angreifer auf nicht autorisierte Funktionen zugreifen können. Die Implementierung geeigneter Autorisierungsprüfungen kann kompliziert sein, da moderne Anwendungen viele verschiedene funktionale Rollen und Gruppen definieren sowie komplexe Benutzerhierarchien umfassen können, die Angreifer manipulieren können.
• Uneingeschränkter Zugriff auf sensible Geschäftsabläufe. Dieser Angriff tritt auf, wenn eine API nicht über angemessene Zugriffskontrollen oder Autorisierungsprüfungen verfügt, sodass Angreifer den Zugriff auf sensible, von der API unterstützte Geschäftsabläufe automatisieren können. Angreifer passen ihre Angriffe häufig mithilfe ausgefeilter Automatisierungs-Toolkits an und nehmen möglicherweise die Geschäftslogik hinter APIs ins Visier, wenn die Webanwendungen des Ziels ausreichend durch Schutzmaßnahmen gegen automatisierte Angriffe geschützt sind.

JSON Web Tokens (JWT)

JSON Web Tokens (JWT) sind eine auf offenen Standards basierende Methode, um Daten kompakt, eigenständig und sicher zwischen zwei Parteien zu übertragen. JWTs werden häufig für die tokenbasierte Authentifizierung und Autorisierung verwendet. Mithilfe von JWTs können Benutzer oder Clients ihre Identität und Berechtigung gegenüber dem API-Server nachweisen, ohne bei jeder Anfrage erneut Anmeldedaten (beispielsweise Benutzername und Passwort) übermitteln zu müssen. Dadurch wird verhindert, dass vertrauliche Informationen über das Netzwerk offengelegt werden. Dieser tokenbasierte Ansatz erhöht die Sicherheit, indem er das Zeitfenster für potenzielle Angriffe wie Session-Hijacking minimiert. JWTs können widerrufen werden und verfügen über eine Ablaufzeit, nach deren Erreichen sie ungültig werden. Dadurch wird das Risiko verringert, dass Tokens unbegrenzt gültig bleiben.

Die Ermittlung und Validierung von JWTs sind entscheidende Mechanismen, um die Legitimität von JWTs zu überprüfen und unbefugten Zugriff oder Manipulationen zu verhindern. Bei der JWT-Ermittlung werden die für die JWT-Verifizierung verwendeten, JSON-codierten öffentlichen Schlüssel oder Zertifikate gesucht und bestätigt. Die JWT-Validierung stellt hingegen sicher, dass der JWT-Aussteller mit dem für die API erwarteten Aussteller übereinstimmt. So lässt sich bestätigen, dass das Token aus einer vertrauenswürdigen Quelle stammt.

Datenverschlüsselung

APIs verwenden verschiedene Verschlüsselungstechniken, um die zwischen Clients und Servern übertragenen Daten zu schützen und so die Vertraulichkeit und Integrität der während der Übertragung ausgetauschten Informationen zu gewährleisten. Das wichtigste Verschlüsselungsprotokoll zum Schutz von API-Anfragen und -Antworten ist HTTPS, also HTTP über Secure Sockets Layer (SSL)/Transport Layer Security (TLS). Es verschlüsselt die zwischen Client und Server übertragenen Daten und verhindert so das Abhören und Manipulieren durch böswillige Dritte. SSL/TLS verwendet sowohl asymmetrische als auch symmetrische Verschlüsselung, um die Vertraulichkeit und Integrität der übertragenen Daten zu schützen. Die asymmetrische Verschlüsselung dient dazu, eine sichere Sitzung zwischen einem Client und einem Server aufzubauen, während die symmetrische Verschlüsselung für den Datenaustausch innerhalb der gesicherten Sitzung verwendet wird. Dadurch wird verhindert, dass Angreifer die zwischen zwei Knoten – in diesem Fall zwischen einem Client und einem API-Server – ausgetauschten Daten einsehen oder manipulieren können.

Die Bereitstellung einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung für den „East-West“-Datenverkehr, also für API-Aufrufe zwischen Maschinen innerhalb eines Netzwerks oder zwischen verschiedenen Diensten oder Komponenten der Infrastruktur eines Unternehmens, kann jedoch eine Herausforderung darstellen, da hierfür mehrere Verschlüsselungsschlüssel generiert, verteilt und verwaltet werden müssen. Insbesondere in groß angelegten Umgebungen ist es komplex, sicherzustellen, dass allen kommunizierenden Komponenten die richtigen Schlüssel zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung stehen. Dies kann zu Latenzen führen und die Skalierbarkeit von Ende-zu-Ende-Verschlüsselungsimplementierungen einschränken.

Eingabevalidierung und -bereinigung

Eingabevalidierung und -bereinigung tragen dazu bei, dass Daten aus externen Quellen, etwa Benutzereingaben oder APIs, sicher, zuverlässig und frei von schädlichen Inhalten sind. So lassen sich Injection-Angriffe und andere Exploits verhindern. Validierungsregeln legen fest, welche Daten als gültig gelten. Diese Regeln können Prüfungen des Datentyps (beispielsweise numerisch, alphabetisch oder E-Mail-Format), Längenbeschränkungen, Formatanforderungen und benutzerdefinierte Geschäftslogik umfassen. Schlägt die Eingabevalidierung fehl (das heißt, die Daten erfüllen die festgelegten Kriterien nicht), weist die Anwendung die Eingabe zurück und verhindert so deren weitere Verarbeitung.

Bei der Eingabebereinigung werden Daten bereinigt oder gefiltert, um potenziell schädliche oder bösartige Inhalte zu entfernen oder unschädlich zu machen. Eingabevalidierung und -bereinigung tragen dazu bei, Systeme vor einer Reihe von Angriffen zu schützen, insbesondere vor Injection-Angriffen. Diese treten auf, wenn Angreifer nicht vertrauenswürdige oder schädliche Daten in Befehls- oder Abfragesprachen einschleusen oder wenn vom Benutzer bereitgestellte Daten von der Anwendung nicht validiert, gefiltert oder bereinigt werden, was zur Ausführung bösartiger Befehle führt. Zu den Injection-Angriffen zählen NoSQL-, Betriebssystembefehls- und LDAP-Injections sowie SQL-Injection-Angriffe und auch Cross-Site-Scripting (XSS), bei dem Angreifer bösartige clientseitige Skripte wie JavaScript in Webseiten einschleusen, die von anderen Benutzern aufgerufen werden.

Ratenbegrenzung und Drosselung

Diese Mechanismen steuern, wie häufig Clients Anfragen an die API senden können. Dadurch werden Missbrauch oder übermäßige Nutzung der API sowie ein übermäßiger Ressourcenverbrauch verhindert und die API vor potenziellen Denial-of-Service-Angriffen (DoS) geschützt.

Audit-Trails und Protokollierung

Audit-Trails und Protokolle schaffen Transparenz über API-Aktivitäten, indem sie detaillierte Informationen zu API-Anfragen und -Antworten erfassen. Dazu gehören Angaben darüber, wer die Anfrage initiiert hat, auf welche Endpunkte zugegriffen wurde und wann die Anfragen erfolgten. Durch die Analyse von Protokollen können Sicherheitsteams ungewöhnliche oder verdächtige Muster bei API-Aktivitäten erkennen, etwa wiederholte fehlgeschlagene Anmeldeversuche, unerwartete Datenzugriffe oder ungewöhnliche Spitzen im Datenverkehr. Solche Anomalien können auf Sicherheitsvorfälle wie Hackerangriffe oder Datenschutzverletzungen hindeuten. Im Falle einer Sicherheitsverletzung oder verdächtiger Aktivitäten dienen Audit-Trails und Protokolle zudem als wertvolle Quellen forensischer Daten.

Best Practices für API-Sicherheit

Sicherheit muss in jede Phase des API-Lebenszyklus integriert werden – vom Entwurf über die Entwicklung bis hin zur Bereitstellung. Ein Discovery-Tool (wie es bei Top-down-Sicherheitsansätzen zum Einsatz kommt) ist zwar eine notwendige Komponente, doch echte API-Sicherheit beginnt bei den Teams, die APIs entwickeln und bereitstellen. Dieser Ansatz für die App- und API-Sicherheit wird als „Shift Left“ bezeichnet. Dabei werden Sicherheitskontrollen bereits frühzeitig im Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) implementiert und können in der CI/CD-Pipeline automatisiert werden.

Die folgenden Best Practices für API-Sicherheit konzentrieren sich auf Strategien und Verfahren zur Minderung der spezifischen Schwachstellen und Sicherheitsrisiken von APIs.

Sicheres API-Design

Die Entwicklung sicherer APIs erfordert robuste Sicherheitskontrollen. Dazu gehört die Implementierung starker Authentifizierungsmechanismen, um die Identität der Benutzer und Systeme zu überprüfen, die mit der API interagieren. Verwenden Sie Autorisierungskontrollen, um Zugriffsrechte festzulegen und durchzusetzen, sodass nur autorisierte Entitäten bestimmte Aktionen ausführen können. Befolgen Sie das Prinzip der geringsten Rechte, indem Sie Benutzern und Systemen nur die Mindestberechtigungen gewähren, die sie zur Erfüllung ihrer Aufgaben benötigen. Vermeiden Sie übermäßige Berechtigungen, da diese zum Missbrauch oder zur Ausnutzung der API führen können. Verwenden Sie eine starke Verschlüsselung wie SSL/TLS, um über das Netzwerk übertragene Daten zu schützen. Validieren und bereinigen Sie sämtliche Eingaben von Clients und anderen Quellen, um gängige Sicherheitslücken wie Injection-Angriffe zu verhindern.

Darüber hinaus ist es entscheidend, APIs vor Angriffen zu schützen, die Schwachstellen ausnutzen. Dazu gehört ein regelmäßiges Patch-Management, um alle API-Abhängigkeiten, Bibliotheken und Frameworks auf dem neuesten Stand zu halten und bekannte Sicherheitslücken zu schließen. Um das Risiko von DDoS-Angriffen zu verringern, sollten Mechanismen zur Ratenbegrenzung und Drosselung implementiert werden, die die Anzahl der Anfragen innerhalb eines bestimmten Zeitraums beschränken. Auch der Missbrauch der Geschäftslogik stellt eine erhebliche Schwachstelle für die API-Sicherheit dar. Bei solchen Angriffen werden die zugrunde liegende Logik und die Prozesse einer Anwendung ausgenutzt, um böswillige Ziele zu erreichen. Angreifer können beispielsweise die Geschäftslogik einer API manipulieren, um sich unbefugten Zugriff auf bestimmte Funktionen oder Ressourcen zu verschaffen oder sensible Daten auszuschleusen. Strenge Zugriffskontrollen und Autorisierungsmechanismen können dazu beitragen, dass nur autorisierte Benutzer auf bestimmte Funktionen der API-Geschäftslogik zugreifen können.

Halten Sie sich grundsätzlich an das „Prinzip der geringsten Überraschung“. Wählen Sie bei der Entwicklung von APIs also Methoden und Konventionen, die für Benutzer oder Entwickler möglichst wenig überraschend sind. API-Benutzer sollten genau verstehen, wie die Sicherheitsfunktionen funktionieren und was von ihnen erwartet wird. Wenn Sicherheitsfunktionen ihren Erwartungen und etablierten Branchenpraktiken entsprechen, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Benutzer Fehler machen oder diese Funktionen missverstehen.

Laufzeiterkennung

Laufzeiterkennungssysteme nutzen maschinelles Lernen und Verhaltensanalysen, um eine Baseline für das normale API-Verhalten zu erstellen und Warnmeldungen auszugeben, wenn das System Abweichungen davon erkennt. Zu diesen Anomalien können ungewöhnliche Muster bei API-Anfragen, unerwartete Datenflüsse und unbefugte Zugriffsversuche gehören. Ziel der Laufzeiterkennung ist es, Sicherheitsbedrohungen und Schwachstellen in Echtzeit zu erkennen und darauf zu reagieren, anstatt sich auf statische Sicherheitsmaßnahmen zu verlassen, die während der Entwicklung oder Bereitstellung angewendet werden.

Nutzung von API-Gateways

API-Gateways dienen als Schutzschicht in einem API-Ökosystem, indem sie eine zentrale Stelle für die Steuerung, Absicherung und Verwaltung des API-Datenverkehrs bereitstellen. Sie fungieren als Sicherheits- und Verwaltungsebene, die die zugrunde liegende API-Infrastruktur vor vielen gängigen Bedrohungen und betrieblichen Herausforderungen schützt. Dazu gehören die Durchsetzung von Authentifizierungs- und Autorisierungsrichtlinien sowie die Filterung, Ratenbegrenzung und Drosselung des Datenverkehrs, um einen Missbrauch der API zu verhindern. Da API-Gateways detaillierte Protokolle des API-Datenverkehrs und der Aktivitäten erfassen, bieten sie außerdem Funktionen zur Protokollierung und Überwachung in Echtzeit, die für Audits oder die Untersuchung von Vorfällen von entscheidender Bedeutung sein können.

Cross-Origin Resource Sharing (CORS)

CORS umfasst eine Reihe von Sicherheitsrichtlinien, die von Webbrowsern umgesetzt werden, um Cross-Origin-Anfragen (d. h. Anfragen zwischen verschiedenen Domains oder Ursprüngen) zu kontrollieren und zu verwalten, die von Webanwendungen mithilfe clientseitiger Technologien wie JavaScript gestellt werden. CORS setzt dazu eine Reihe von HTTP-Headern durch, die festlegen, wie ein Webserver auf Cross-Origin-Anfragen reagieren soll. CORS ist für die Sicherheit im Web unerlässlich und ermöglicht es Webseiten zugleich, Ressourcen von APIs, Webdiensten oder auf anderen Domains gehostete Inhalte anzufordern und mit ihnen zu interagieren.

Wenn Sie APIs für die Bereitstellung im Internet absichern, sollten Sie mithilfe von CORS-Richtlinien festlegen, welche Domains auf die API zugreifen dürfen. So stellen Sie sicher, dass nur vertrauenswürdige Domains Zugriff auf geschützte Ressourcen erhalten. Vermeiden Sie zu großzügige Einstellungen, durch die die API Cross-Site-Request-Forgery-Angriffen (CSRF) und anderen Sicherheitsrisiken ausgesetzt wird.

Regelmäßige Tests, Überwachung und Aktualisierungen

Regelmäßige Tests, Überwachung und Software-Patches sind wesentliche Bestandteile einer proaktiven API-Sicherheitsstrategie. Zu den Schwerpunkten der kontinuierlichen Überwachung sollten planmäßige Schwachstellen-Scans und Penetrationstests gehören, um Sicherheitslücken, Schwachstellen und Fehlkonfigurationen in der API zu identifizieren. Statische Codeanalysen und dynamische Anwendungssicherheitstests (DAST) sollten zudem die API-Codebasis und das Laufzeitverhalten auf Sicherheitslücken prüfen. Aktualisieren Sie regelmäßig die im API-Stack verwendeten Softwarekomponenten, darunter Betriebssysteme, Webserver, Bibliotheken und Frameworks, um bekannte Schwachstellen zu beheben, da ungepatchte Software ein bevorzugtes Ziel für Angreifer sein kann.

Anwendungsfälle für den API-Schutz

E-Commerce und Zahlungs-Gateways

Eine robuste API-Sicherheit ist für E-Commerce-Unternehmen und Zahlungs-Gateway-Plattformen aufgrund der großen Menge an sensiblen Daten und Finanztransaktionen, die sie verarbeiten, unerlässlich. E-Commerce-Unternehmen setzen APIs an den meisten Kundenkontaktpunkten ein, darunter bei der Anmeldung, der Produktsuche und -anzeige, in Warenkörben, bei der Berechnung von Versandkosten und bei der Zahlungsabwicklung. Darüber hinaus ermöglichen APIs Unternehmen, das Kundenerlebnis zu verbessern – von Kaufempfehlungen für Bestandskunden über die Erfassung von Rezensionen und Bewertungen bis hin zur Interaktion mit Chatbots.

Integration mobiler Apps

Da APIs als Bindeglied zwischen mobilen Apps und verschiedenen Diensten, Datenquellen und Drittanbieterplattformen fungieren, ist die API-Sicherheit für die Integration mobiler Apps von entscheidender Bedeutung. Mobile Apps müssen häufig über APIs Daten mit Backend-Servern oder externen Diensten austauschen. APIs bieten dabei eine strukturierte Möglichkeit, Daten anzufordern und zu empfangen. Eine sichere Interaktion mobiler Apps mit APIs ist unerlässlich, um Sicherheitsverletzungen zu verhindern, Authentifizierungs- und Zugriffskontrollen zu schützen und das allgemeine Sicherheitsniveau sowohl der App als auch der verbundenen Systeme aufrechtzuerhalten.

Austausch von Gesundheitsdaten

Gesundheitsdaten umfassen in der Regel sensible und vertrauliche Patienteninformationen wie Krankenakten, Diagnosen, Behandlungspläne und Abrechnungsdaten. APIs ermöglichen den Austausch sensibler Patienteninformationen zwischen Gesundheitsdienstleistern, Kostenträgern und anderen Beteiligten. Die Sicherheit dieser APIs zu gewährleisten, ist entscheidend, um die Privatsphäre der Patienten zu schützen, Vorschriften im Gesundheitswesen (wie HIPAA in den USA) einzuhalten und die Integrität der Gesundheitsdaten zu wahren.

Finanzdienstleistungen und Open Banking

Eine robuste API-Sicherheit ist eine Grundvoraussetzung, um die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Finanzdienstleistungsdaten sowie den Betrieb von Open-Banking-Lösungen zu gewährleisten. API-Sicherheit spielt nicht nur eine zentrale Rolle beim sicheren Austausch von Finanzdaten zwischen verschiedenen Finanzinstituten, Zahlungsdienstleistern und Fintech-Unternehmen, sondern trägt auch dazu bei, die Einhaltung der durch Vorschriften wie die Zweite Zahlungsdiensterichtlinie der EU und PCI DSS in den USA vorgeschriebenen Anforderungen an Datenverschlüsselung und Zugriffskontrolle sicherzustellen. Darüber hinaus spielt API-Sicherheit eine entscheidende Rolle bei der Betrugsprävention und beim Schutz der Drittanbieterintegrationen, auf denen Open-Banking-Initiativen basieren.

IoT-Ökosysteme (Internet der Dinge)

API-Sicherheit ist ein zentraler Bestandteil des IoT. Sie gewährleistet, dass IoT-Geräte, Anwendungen und Dienste sicher miteinander kommunizieren, Daten schützen und die Integrität des gesamten Ökosystems wahren können. IoT-Geräte kommunizieren über APIs miteinander sowie mit Edge-Gateways und Cloud-Plattformen. API-Sicherheit stellt sicher, dass die zwischen Geräten und anderen Komponenten des Ökosystems ausgetauschten Daten vertraulich und authentifiziert bleiben und vor unbefugtem Zugriff geschützt sind. IoT-Netzwerke umfassen zudem häufig eine große Anzahl von Geräten mit eindeutigen Identitäten. API-Sicherheit kann eine Verwaltung dieser Geräteidentitäten ermöglichen, um deren Integrität zu wahren und Identitätsmissbrauch oder unbefugten Zugriff zu verhindern. IoT-Ökosysteme müssen außerdem das Onboarding, die Bereitstellung, Aktualisierungen und die sichere Außerbetriebnahme von Geräten verwalten können. API-Sicherheit kann dabei die Verwaltung des gesamten Gerätelebenszyklus unterstützen, einschließlich sicherer Firmware-Updates.

Die Zukunft der API-Sicherheit

API-Sicherheit ist ein bewegliches Ziel, da sie sich als Reaktion auf die sich wandelnde Technologielandschaft und die immer zahlreicher und ausgefeilter werdenden Cyberbedrohungen kontinuierlich weiterentwickelt. Im Folgenden werden einige wichtige Trends vorgestellt, die die Zukunft der API-Sicherheit prägen könnten.

KI und maschinelles Lernen in der API-Sicherheit

Die enorme Rechenleistung von KI und ML dürfte die API-Sicherheit grundlegend verändern. Modelle für maschinelles Lernen können Referenzwerte für normale API-Nutzungsmuster erstellen. Abweichungen von diesen Referenzwerten und andere Anomalien können Warnmeldungen oder automatisierte Reaktionen auslösen und so dazu beitragen, potenzielle Sicherheitsverletzungen zu verhindern. KI kann zudem komplexe Angriffsmuster und Zero-Day-Schwachstellen erkennen, die herkömmlichen regelbasierten Systemen entgehen können. KI-Systeme werden immer intelligenter, passen sich an veränderte Bedrohungen an und entwickeln sich entsprechend weiter. Dadurch können sie neue und ausgefeilte Angriffe wirksamer abwehren und potenzielle Sicherheitsbedrohungen anhand historischer Daten und neuer Trends vorhersagen. Dieser proaktive Ansatz würde es Sicherheitsteams ermöglichen, Schwachstellen zu beheben, bevor sie ausgenutzt werden.

Zero-Trust-Architektur für APIs

Das Zero-Trust-Modell folgt dem Grundsatz „Niemals vertrauen, immer überprüfen“. Auf die API-Sicherheit angewendet bedeutet dies, API-Endpunkte und -Dienste als separate Einheiten zu behandeln, die bei jeder Anfrage authentifiziert und autorisiert werden müssen. Zero Trust geht davon aus, dass keiner Entität – weder innerhalb noch außerhalb des Netzwerks – standardmäßig vertraut werden sollte und der Zugriff auf Ressourcen nur nach dem Need-to-know-Prinzip gewährt werden darf. Dazu gehört die Umsetzung des Prinzips der geringsten Rechte für den API-Zugriff: Es werden nur die für bestimmte Aufgaben oder Rollen erforderlichen Berechtigungen erteilt und die Zugriffsrechte regelmäßig überprüft und an veränderte Anforderungen angepasst. Zero Trust schreibt die kontinuierliche Überprüfung von Geräten, Benutzern und Anwendungen auch nach der erstmaligen Zugriffsgewährung vor und bewertet die Vertrauensstufe anhand des Verhaltens und der Gerätekonformität fortlaufend neu.

Blockchain und dezentrale APIs

Das zentrale Merkmal der Blockchain ist, dass Daten nach dem Hinzufügen zur Blockchain nicht mehr verändert werden können. Dadurch sind Daten, auf die über APIs zugegriffen wird, manipulationssicher, sodass es für böswillige Akteure praktisch unmöglich ist, sie unbemerkt zu verändern. Mithilfe der Blockchain lassen sich zudem Vermögenswerte, Zugriffsrechte oder Anmeldedaten tokenisieren. Diese Token können zur Verwaltung und Steuerung des Zugriffs auf APIs eingesetzt werden und vereinfachen so das Zugriffsmanagement. APIs können Smart Contracts nutzen, um Zugriffsrichtlinien durchzusetzen und sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer oder Anwendungen mit bestimmten API-Ressourcen interagieren können. Durch die Dezentralisierung von Daten und Transaktionen verringert die Blockchain die Abhängigkeit von einzelnen Ausfallpunkten wie zentralisierten Servern oder Datenbanken. Dadurch wird es für Angreifer schwieriger, die API-Sicherheit zu gefährden.

Wie F5 helfen kann

APIs bilden die Grundlage für die moderne Anwendungsentwicklung, da sie Systemen die einfache Integration mit externen Plattformen und Diensten von Drittanbietern ermöglichen. So lassen sich durch die Verknüpfung mehrerer Komponenten umfassende Lösungen erstellen. APIs vergrößern jedoch auch die Angriffsfläche von Anwendungen und bergen insbesondere aufgrund ihrer wechselseitigen Abhängigkeiten in Multi-Cloud-Architekturen unvorhergesehene Risiken. Um APIs vor Angriffen und Kompromittierung zu schützen, sind robuste API-Sicherheitsmaßnahmen erforderlich.

F5 bietet Lösungen, die die Verwaltung von APIs vereinfachen und deren Sicherheit erhöhen. F5-Lösungen für Web Application and API Protection (WAAP) schützen die gesamte Angriffsfläche moderner Anwendungen durch umfassende Schutzmaßnahmen, darunter WAF, DDoS-Abwehr auf den Ebenen L3 bis L7 und Bot-Abwehr zum Schutz vor automatisierten Bedrohungen und Betrug. Die verteilte Plattform erleichtert die Implementierung einheitlicher Richtlinien und die Skalierung der Sicherheit über Ihre gesamte Anwendungs- und API-Landschaft hinweg – unabhängig davon, wo diese gehostet wird.

F5 Distributed Cloud API Security schützt APIs, indem automatisch alle Ihren Anwendungen zugeordneten API-Endpunkte identifiziert werden (einschließlich Schatten-APIs, die häufig von Angreifern ins Visier genommen werden). Dadurch verringert sich der Zeitaufwand für die Konfiguration und Bereitstellung von API-Sicherheitsrichtlinien. Die Lösung nutzt KI und maschinelles Lernen, um ungewöhnliche Aktivitäten und Verhaltensweisen zu überwachen, und blockiert verdächtige Anfragen und Endpunkte in Echtzeit. Das SaaS-basierte Portal von Distributed Cloud API Security vereinfacht die Verwaltung und sorgt für Transparenz. Es ermöglicht Benutzern, den Schutz von APIs für moderne Anwendungen zu überwachen und detaillierte Bedrohungsanalysen, forensische Untersuchungen sowie Fehlerbehebungen durchzuführen.

F5 NGINX bietet mehrere Lösungen zur Absicherung von APIs und zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Schutzes, darunter die F5 NGINX App and API Security Solutions, die durch umfassenden Schutz Sicherheitsverletzungen reduzieren und die Gefährdung Ihres Unternehmens durch böswillige Benutzer begrenzen. Zu den Vorteilen gehören Schutz vor Angriffen auf Layer 7, Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Single Sign-on (SSO), Kryptografie mit elliptischen Kurven, API-Authentifizierung und DDoS-Abwehr.

F5 NGINX Zero-Trust-Sicherheitslösungen für Kubernetes-Anwendungen schützen Kubernetes-Anwendungen und -APIs vom Edge bis zur Cloud, ohne zusätzliche Komplexität und zusätzlichen Aufwand zu verursachen. Darüber hinaus kann F5 NGINX Plus als API-Gateway für Unternehmen bereitgestellt werden und F5 NGINX App Protect bietet WAF- und DoS-Schutz.