Wichtige Aspekte bei der Bereitstellung einer SSL-Lösung

Einleitung

Als soziale Wesen fällt es uns Menschen schwer, Geheimnisse zu bewahren. Durch den Austausch von Informationen sichern wir unser Überleben – und gedeihen. Manche Informationen müssen jedoch vertraulich bleiben. Deshalb gibt es Kryptografie in der einen oder anderen Form bereits seit der Zeit, als das spartanische Heer während seiner Kriege gegen die Griechen militärische Informationen mithilfe einer Transpositionschiffre schützte.

Während die Wissenschaft, private Daten geheim zu halten, einst in den Zuständigkeitsbereich staatlicher Nachrichtendienste fiel, ist der Schutz der Privatsphäre durch die Allgegenwart des Internets zu einem Anliegen für alle geworden. Angesichts einer nicht abreißenden Serie von Datenschutzverletzungen ist die Frage, wie sich persönliche Daten und Unternehmensdaten online schützen lassen, für Unternehmen weltweit von größter Bedeutung.

Der Aufstieg von SSL und die aktuelle Sicherheitslandschaft

Noch vor einem Jahrzehnt waren große Finanzinstitute und Regierungsbehörden die wichtigsten Organisationen, die das kryptografische Protokoll einsetzten, das ursprünglich als Secure Sockets Layer (SSL) bekannt war und heute als Transport Layer Security (TLS) bezeichnet wird. Inzwischen ist SSL allgegenwärtig. Analysten prognostizieren, dass der Anteil des verschlüsselten Datenverkehrs am gesamten nordamerikanischen Online-Datenverkehr im Jahr 2016 auf fast 64 Prozent steigen wird, gegenüber nur 29 Prozent im Jahr 2015.^{1 (https://www.f5.com/resources/white-papers/key-considerations-in-deploying-an-ssl-solution#footnote01)} Unternehmen bemühen sich, den Großteil des Datenverkehrs zu verschlüsseln – von E-Mails und sozialen Medien bis hin zu Streaming-Videos. Diese Entwicklung erhöht die Sicherheit des Web-Datenverkehrs, hat jedoch ihren Preis. Die Zunahme des SSL-Datenverkehrs zwingt Unternehmen dazu, eine effiziente SSL-Lösung zu implementieren, damit ihre Netzwerkinfrastruktur die durch hohe Sicherheitsanforderungen verursachte zusätzliche Arbeitslast bewältigen kann.

Unternehmen schätzen das hohe Sicherheitsniveau, das SSL bietet. Der Einsatz als flächendeckendes, dauerhaft aktives Sicherheitsprotokoll bringt jedoch Herausforderungen mit sich. Gleichzeitig ist SSL zu einem Angriffsvektor geworden, da Angreifer begonnen haben, mithilfe von SSL Schadsoftware vor Sicherheitsgeräten zu verbergen, die verschlüsselten Datenverkehr nicht einsehen können. Distributed-Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) sind besonders problematisch, da sie den vergleichsweise hohen Rechenaufwand für die Bereitstellung von SSL-Serverdatenverkehr ausnutzen. Darüber hinaus können Implementierungsfehler wie beim Heartbleed-Vorfall zu Sicherheitsverletzungen führen.

Die ordnungsgemäße Bereitstellung von SSL stellt selbst erfahrene Administratoren vor große Herausforderungen. Wer sich jedoch über die neuesten Optionen und Trends bei der standortübergreifenden Bereitstellung von SSL informiert, kann Veränderungen einen Schritt voraus sein und proaktive Strategien anstelle reaktiver Maßnahmen wählen.

Grundlegende Überlegungen bei der Einführung einer SSL-Strategie

Datenschutz und Privatsphäre

Das Hauptziel von SSL besteht darin, Daten bei der Übertragung zwischen Anwendungen zu schützen. Bei einer Absicherung durch SSL bleibt die Kommunikation zwischen einem Client, beispielsweise einem Webbrowser, und einem Server vertraulich, und die Identitäten beider Parteien können authentifiziert werden. Der gesamte mit einem privaten Schlüssel verschlüsselte Datenverkehr kann jedoch potenziell zu einem späteren Zeitpunkt entschlüsselt werden, wie die öffentlichkeitswirksamen Enthüllungen von Edward Snowden über die US-amerikanische National Security Agency (NSA) gezeigt haben. Es reicht daher nicht aus, die gesamte Webkommunikation abzusichern.

Perfect Forward Secrecy implementieren

SSL verfügt über eine Schutzmaßnahme gegen passive Überwachung, die als Perfect Forward Secrecy (PFS) bezeichnet wird. Dabei wird das Schlüsselaustauschprotokoll zwischen den beiden Seiten der SSL-Verbindung um einen zusätzlichen Austausch ergänzt. Durch die Generierung eines eindeutigen Sitzungsschlüssels für jede vom Benutzer initiierte Sitzung stellt PFS sicher, dass ein Angreifer nicht einfach einen einzelnen Schlüssel wiederherstellen und damit Millionen zuvor aufgezeichneter Kommunikationsvorgänge entschlüsseln kann.

Die Einführung von PFS scheint einfach zu sein: Es muss lediglich auf dem SSL-Terminierungsgerät, beispielsweise einem Application Delivery Controller (ADC), aktiviert werden. Organisationen, die passive Sicherheitsgeräte wie ein Intrusion Prevention System (IPS) oder Intrusion Detection System (IDS) einsetzen, stoßen jedoch auf Probleme, da diese Geräte häufig mit einem dauerhaften privaten Schlüssel konfiguriert werden müssen, den PFS nicht verwendet. Organisationen stehen daher vor der Wahl, entweder ihr IPS/IDS oder PFS zu deaktivieren. Beide Optionen beeinträchtigen ihre allgemeine Sicherheitslage.

Es gibt noch eine andere Möglichkeit: Der gesamte SSL-Datenverkehr wird an einen Reverse-Proxy wie eine Web Application Firewall oder einen ADC ausgelagert, damit das IDS/IPS seine eigentliche Aufgabe erfüllen kann. Der Reverse-Proxy kann dann die Verschlüsselung verarbeiten, bevor er den entschlüsselten Datenverkehr zur Überprüfung und Bereinigung an das IDS/IPS weiterleitet.

Was Sie tun können: Aktivieren Sie PFS, um die Integrität der Daten zu schützen. Erwägen Sie außerdem den Einsatz eines Reverse-Proxys, um den SSL-Datenverkehr auszulagern und die Arbeit der Netzwerksicherheitsgeräte zu optimieren. 

HTTP Strict Transport Security verwenden

Die Aktivierung von HTTP Strict Transport Security (HSTS) ist eine der einfachsten und wirksamsten Möglichkeiten, die Sicherheitslage von Anwendungen zu verbessern. Durch das Einfügen eines Headers in den HTTPS-Datenverkehr bietet HSTS zusätzlichen Schutz vor mehreren gängigen Angriffsvektoren, darunter Cookie-Hijacking, Man-in-the-Middle- und Downgrade-Angriffe. Alle gängigen Browser unterstützen mittlerweile HSTS. Daher ist dessen Einsatz eine gute Möglichkeit, sicherzustellen, dass der gesamte Datenverkehr verschlüsselt bleibt.

Was Sie tun können: Stellen Sie sicher, dass alle Seiten sämtlicher Domains über den HSTS-Header verfügen, indem Sie HSTS für Subdomains aktivieren. Vergewissern Sie sich, dass diese Subdomains SSL unterstützen. Prüfen Sie nochmals, ob die SSL-Lösung eine schnelle und einfache Konfiguration systemweiter HSTS-Parameter ermöglicht. Stellen Sie sicher, dass der HSTS-Header eine Gültigkeitsdauer von mindestens sechs Monaten hat. 

Transparenz und Kontrolle

Für die Verwaltung von Anwendungen und die Gewährleistung ihrer Sicherheit ist Transparenz im Datenverkehr erforderlich – oder die Möglichkeit, Sicherheitslösungen wie einer Web Application Firewall (WAF), einem IPS/IDS oder einer Next-Generation Firewall (NGFW) diese Transparenz zu bieten –, damit der Datenverkehr auf bekannte Bedrohungen überprüft werden kann. SSL verbirgt jedoch per Definition die übertragenen Daten, selbst vor Sicherheitslösungen. Es gibt allerdings mehrere Ansätze, die die Sicherheit aufrechterhalten und zugleich schädlichen Datenverkehr zuverlässig sichtbar machen.

SSL-Offloading und -Transformation einsetzen

Das Ver- und Entschlüsseln von SSL-Datenverkehr erfordert zusätzliche Rechenleistung. Mit der zunehmenden Verbreitung von SSL können Latenzen und eine träge Performance das Netzwerk- und Benutzererlebnis beeinträchtigen. Darüber hinaus werden einige rechenintensive Protokolle von bestimmten heute eingesetzten Sicherheitsgeräten nicht unterstützt. Ein ADC kann diese Rechenlast verringern, indem er als vollständiger Proxy für TCP, HTTP und SSL fungiert. Dabei stellt der ADC eine Verbindung zum Client (Browser) und eine separate Verbindung zum Server her. Dank der Transformationsfunktion eines SSL-Proxys kann eine Website SSL-Funktionen bereitstellen, die von den Fähigkeiten der Anwendungsserver unabhängig sind.

Was Sie tun können: Implementieren Sie eine skalierbare Lösung. Durch die Auslagerung der SSL-Terminierung auf einen ADC lässt sich eine einheitliche SSL-Richtlinie einfacher durchsetzen, ohne Leistung, Schlüsselschutz oder Transparenz zu beeinträchtigen. Dies erhöht die Flexibilität, da der ADC die Schnittstelle zu den Webservern unabhängig von den Transportoptionen im Back-End in jedes von ihm unterstützte Protokoll umwandeln kann. So können geschäftskritische Altsysteme und Anwendungen im Back-End unverändert weiterbetrieben werden, während gleichzeitig eine robuste, nach außen gerichtete Sicherheitsarchitektur gewährleistet bleibt.

Darüber hinaus vereinfacht eine zentrale Kontrollinstanz die Aktualisierung einer Website zum Schutz vor neu auftretenden Schwachstellen. Achten Sie bei einer Hybridarchitektur außerdem auf eine Lösung, mit der sich die SSL-Verarbeitung von virtuellen Maschinen (VMs) auf ein Hardwaregerät auslagern lässt, um die Rechenlast für die Infrastruktur zu reduzieren und das Potenzial einer virtuellen Bereitstellung optimal auszuschöpfen.

Malware durch SSL-Interception neutralisieren

Sicherheitsanalysten gehen davon aus, dass bis 2017 sämtliche neue Schadsoftware SSL nutzen wird, um ihre Spuren vor Sicherheitslösungen zu verbergen, die sie erkennen und unschädlich machen sollen. Unternehmen müssen ihren ausgehenden Web-Datenverkehr überwachen und bereinigen, um komplexe, dauerhafte Bedrohungen (Advanced Persistent Threats, APTs) wie Spear-Phishing und Schadsoftwareaktivitäten einzudämmen.

Es werden ständig neue Sicherheitsgeräte entwickelt, die Administratoren bei der Erkennung dieser Bedrohungen unterstützen. Im Rahmen einer sogenannten mehrschichtigen Sicherheitsstrategie (Defense-in-Depth) schalten viele Administratoren Sicherheitsgeräte hintereinander, sodass sie sich gegenseitig ergänzen können. SSL-Vorgänge beeinträchtigen jedoch die Effizienz, Sicherheit und Leistung dieser Geräte. Viele dieser neuen Technologien können verschlüsselten Datenverkehr entweder nicht erkennen oder erleiden erhebliche Leistungseinbußen, wenn sie verschlüsselten Datenverkehr untersuchen müssen. Firewalls der nächsten Generation können beispielsweise bei aktiviertem SSL bis zu 80 Prozent ihrer Leistung einbüßen. Die Urheber von Malware und Spear-Phishing-Angriffen wissen dies und gehen rasch dazu über, die gesamte Kommunikation zwischen ihrer Malware und der Außenwelt zu verschlüsseln.

Was Sie tun können: Eine Möglichkeit, diese verschlüsselten Bedrohungen zu bekämpfen, ist der Einsatz einer SSL-Air-Gap-Lösung, bei der auf beiden Seiten der Sichtbarkeitskette jeweils ein ADC platziert wird. Der den Benutzern am nächsten gelegene ADC entschlüsselt den ausgehenden Datenverkehr und leitet die entschlüsselte Kommunikation durch die Sicherheitsgeräte. Da diese Geräte nun die Inhalte einsehen können, wenden sie Richtlinien und Kontrollen an und erkennen und neutralisieren Malware. Am anderen Ende der Kette verschlüsselt ein weiterer ADC den Datenverkehr erneut, bevor er das Rechenzentrum verlässt. Der Einsatz dieser Lösung bietet die Flexibilität, Sicherheitsgeräte weiterhin inline zu betreiben, und stellt zugleich sicher, dass sie ihre vorgesehene Aufgabe erfüllen können.

Noch ein Hinweis: Wenn Sie einen Sichtbarkeitsscanner wie FireEye oder Cisco Sourcefire einsetzen, um das Netzwerk vor Zero-Day-Exploits und anderen bösartigen Angriffen zu schützen, stellen Sie sicher, dass die SSL-Lösung eng mit diesen Sicherheitsprodukten zusammenarbeitet, um die Effizienz zu maximieren.

Brute-Force-DDoS-Angriffe abwehren

Die Komplexität der SSL-Bereitstellung und die Schwierigkeiten vieler Netzwerkgeräte, Einblick in verschlüsselten Datenverkehr zu erhalten, machen SSL zum idealen Ziel für DDoS-Angriffe – eine Tatsache, die Angreifer nur allzu gut kennen. Da das Gesamtvolumen des legitimen SSL-Datenverkehrs rapide zunimmt, wird es für Sicherheitsgeräte immer schwieriger, schädlichen DDoS-Datenverkehr zu erkennen.

Was Sie tun können: Wehren Sie DDoS-Angriffe wie SSL-Neuaushandlungsangriffe und SSL-Floods mit einer umfassenden SSL-Lösung ab, die verdächtigen DDoS-Datenverkehr effizient erkennen und verhindern kann, dass dieser die Verfügbarkeit von Websites beeinträchtigt. Ziehen Sie cloudbasierte DDoS-Dienste in Betracht, die dazu beitragen können, die Auswirkungen SSL-basierter DDoS-Angriffe zu mindern.

Überprüfen Sie jetzt Ihre Sicherheit

Wie können Sie also feststellen, ob Ihre SSL-Sicherheitsvorkehrungen den Anforderungen entsprechen? Qualys SSL Labs bietet ein äußerst nützliches Tool an, mit dem Sie die Zertifikate und Konfiguration Ihrer Websites testen können, bevor es zu einem Angriff kommt. Sie können außerdem die SSL-Implementierung Ihres Browsers überprüfen und sehen, wie andere Websites – und Ihre Mitbewerber – mit diesen sich rasant weiterentwickelnden SSL-Herausforderungen umgehen.

Kryptoagilität

Seit den Anfängen des SSL-Protokolls in den 1990er-Jahren war das RSA-Kryptosystem die bevorzugte Wahl für den Schlüsselaustausch. Im Laufe der Zeit mussten die RSA-Schlüssel immer länger werden, da Brute-Force-Angriffe zunehmend praktikabel wurden. Heute sind RSA-Schlüssel so groß, dass der Schlüsselaustausch einen sehr hohen Rechenaufwand erfordert.

Um diesen Rechenaufwand zu reduzieren und gleichzeitig strenge Datenschutzvorgaben einzuhalten, gewinnen neue kryptografische Protokolle zunehmend an Beliebtheit. So bietet beispielsweise die Elliptische-Kurven-Kryptografie (ECC) das gleiche Sicherheitsniveau wie bisherige Algorithmen, benötigt dabei jedoch weniger Rechenleistung und schont somit auch die Akkulaufzeit mobiler Geräte. Obwohl diese kryptografischen Optionen vielversprechend sind, haben Unternehmen berechtigte Bedenken, Hunderte von Servern neu konfigurieren zu müssen, um diese neuen Protokolle anbieten zu können.

Was Sie tun können: Im Laufe der Zeit müssen Algorithmen häufig ausgetauscht werden. Stellen Sie daher sicher, dass die SSL-Lösung Krypto-Agilität bietet – also die Fähigkeit eines SSL-Geräts, mehrere kryptografische Protokolle wie ECC, RSA2048 und DSA gleichzeitig bereitzustellen, selbst innerhalb derselben Webanwendung. Angesichts der zunehmenden Vielfalt an Verschlüsselungsverfahren ist es außerdem unerlässlich, dass die SSL-Lösung nachweislich stets aktuelle Verschlüsselungsverfahren unterstützt.

Schlüsselverwaltung

SSL-Schlüssel gehören zu den wertvollsten Ressourcen eines Unternehmens. Ein Angreifer, der in den Besitz privater SSL-Schlüssel gelangt, könnte sich als die Anwendungen des Zielunternehmens ausgeben und so das ultimative Phishing-Portal erstellen. Es gibt jedoch mehrere Möglichkeiten, diese äußerst wichtigen Schlüssel zu schützen.

Hochwertige Schlüssel sicher aufbewahren

Ein Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) ist eine eigenständige Sicherheitslösung aus Soft- und Hardware, die den strengen kryptografischen Designrichtlinien gemäß FIPS 140-2 entspricht, um kryptografische Schlüssel zu schützen und zu verwalten. Da die Schlüssel niemals aus dem HSM übertragen werden, besteht keine Gefahr durch SSL-Sicherheitslücken wie den Heartbleed-Bug.

Was Sie tun können: Die sicherste Methode zum Schutz von SSL-Schlüsseln ist die Verwendung eines HSM. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten, beispielsweise die Anschaffung eines internen HSM, wie es in einigen ADCs enthalten ist. Manche Unternehmen zentralisieren ihre Schlüsselverwaltung, indem sie HSM-Geräte als zentrale Schlüsselspeicher einsetzen (zum Beispiel ein Paar pro Rechenzentrum). Auf diese Netzwerk-HSMs können Dienste, die Schlüssel entschlüsseln müssen, über das interne Netzwerk zugreifen. Dadurch können viele SSL-Terminierungspunkte dasselbe Netzwerk-HSM verwenden. Ein wichtiger Hinweis: Stellen Sie sicher, dass sich die SSL-Lösung nahtlos an das Netzwerk-HSM anbinden lässt.

Unternehmen setzen Best Practices für die unternehmensweite Schlüssel- und Zertifikatsverwaltung (Enterprise Key and Certificate Management, EKCM) um, um die Sicherheit von SSL-Schlüsseln zu gewährleisten. Erwägen Sie den Einsatz eines hardwaregesicherten, verschlüsselten Schlüsselspeichersystems, mit dem Passphrasen in verschlüsselter Form im Netzwerkdateisystem gespeichert werden können.

SSL-Zertifikate effizient verwalten

Die Grundlage für die wirksame Umsetzung bewährter EKCM-Verfahren ist die Erstellung eines umfassenden Verzeichnisses aller Unternehmenszertifikate, ihrer Speicherorte und der für ihre Verwaltung verantwortlichen Personen. Jede SSL-fähige Website verfügt über ein eigenes Zertifikat, und jedes Zertifikat hat ein eigenes Ablaufdatum. In einer beliebigen Woche können ein oder mehrere Zertifikate ablaufen, wodurch die zugehörige Website oder Anwendung nicht mehr verfügbar ist. Die Verwaltung all dieser Zertifikate kann sehr aufwendig sein, ist jedoch unerlässlich, um die hohe Verfügbarkeit kritischer Websites sicherzustellen. Darüber hinaus sollten SSL-Zertifikate auch hinsichtlich der Schlüssellänge (mindestens 2048 Bit), der digitalen Signatur (SHA2 oder besser) sowie nicht autorisierter Zertifikate überprüft werden, die weder innerhalb der internen PKI noch von einer öffentlichen Stammzertifizierungsstelle ausgestellt wurden. Schließlich erfordert die Einhaltung des PCI DSS einen dokumentierten Prozess für die Zertifikats- und Schlüsselverwaltung.

Was Sie tun können: Die meisten Administratoren mittelgroßer bis großer Unternehmen bevorzugen ein externes Zertifikatsverwaltungssystem, da die Schlüssel und Zertifikate des Unternehmens an vielen verschiedenen Orten gespeichert sind. Insbesondere haben viele mit zwei externen Lösungen gute Erfahrungen gemacht: Venafi und Symantec. Wichtig ist, dass die gewählte Lösung über offene APIs verfügt, um die Verwaltung zu automatisieren und den Betriebsaufwand zu reduzieren.

Umfassende Compliance

Compliance ist häufig die treibende Kraft hinter der Einführung von SSL. Anwendungen, die der PCI-DSS-Spezifikation entsprechen, müssen in den nächsten zwei Jahren die Verwendung von SSLv3 und TLSv1 einstellen, um weiterhin PCI-3.0-konform zu bleiben. Bei neuen PCI-DSS-Implementierungen müssen SSL 3.0 und TLS 1.0 bereits deaktiviert sein.

Was Sie tun können: Stellen Sie zunächst sicher, dass die Netzwerk-Firewall von ICSA Labs zertifiziert ist. Darüber hinaus ermöglichen SSL-Transformationsdienste die Einhaltung einer SSL-Richtlinie für Verbindungen mit dem Internet, ohne dass diese Richtlinie auf einzelnen Servern durchgesetzt werden muss. Stellen Sie sicher, dass die SSL-Lösung für das kommende TLS 1.3 bereit ist. Zudem lassen sich echte Effizienzsteigerungen im Betrieb erzielen, indem die Compliance über einen an einen ADC ausgelagerten Netzwerkdienst zentralisiert wird, anstatt für jede einzelne Anwendung eine eigene Lösung zu implementieren.

Fazit

Ob es uns gefällt oder nicht: Die Online-Welt ist ein gefährlicher Ort, und der Schutz sensibler Unternehmensdaten vor potenziellen Angreifern hat für Unternehmen jeder Größe höchste Priorität. Da Datenschutzverletzungen immer häufiger auftreten, setzen viele Organisationen auf SSL, um die Integrität ihrer Daten im Internet zu schützen. Die Umsetzung einer umfassenden SSL-Strategie bringt jedoch eigene Herausforderungen in Bezug auf Transparenz, Leistung und Skalierbarkeit mit sich.

Durch sorgfältige Planung und Implementierung mindert eine solide SSL-Strategie das Risiko von Sicherheitsverletzungen. Sobald die Strategie umgesetzt ist, ist die Website für zukünftige Sicherheit, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit gerüstet, sodass der Fokus auf dem liegt, was wirklich zählt: das Unternehmen voranzubringen.

¹ Sandvine, Global Internet Phenomena Spotlight: Verschlüsselung des Internetverkehrs, 2015.

VERÖFFENTLICHT AM 26. MAI 2016