{"id":54348,"date":"2019-12-24T00:00:00","date_gmt":"2019-12-23T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/vvedenie-v-arhitekturu-bezopasnosti-5g-nfv-klyuchi-i-2-autentifikatsii"},"modified":"2020-02-18T14:02:21","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:21","slug":"vvedenie-v-arhitekturu-bezopasnosti-5g-nfv-klyuchi-i-2-autentifikatsii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-arhitekturu-bezopasnosti-5g-nfv-klyuchi-i-2-autentifikatsii","title":{"rendered":"Einf\u00fchrung in die Sicherheitsarchitektur von 5G: NFV, Schl\u00fcssel und 2-Faktor-Authentifizierung","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Einf\u00fchrung<\/a><\/noindex><\/p>\n

Es ist \u00e4u\u00dferst fragw\u00fcrdig und ineffektiv, einen neuen Kommunikationsstandard zu entwickeln, ohne \u00fcber Sicherheitsmechanismen nachzudenken.<\/p>\n

Sicherheitsarchitektur von 5G<\/u> \u2014 eine Sammlung von Sicherheitsmechanismen und -verfahren, die in 5G-Netzen<\/a><\/noindex> implementiert sind und alle Netzwerkkomponenten abdecken, vom Kern bis zu den Funkschnittstellen. <\/p>\n

Die 5G-Netze sind im Grunde eine Evolution der 4G LTE-Netze<\/a><\/noindex>. Die signifikantesten Ver\u00e4nderungen betreffen die Funkzugangstechnologien. F\u00fcr die 5G-Netze wurde eine neue RAT<\/a><\/noindex> (Radio Access Technology) \u2014 5G New Radio<\/a><\/noindex>. Was den Kern des Netzwerks betrifft, so hat er nicht so signifikante Ver\u00e4nderungen erfahren. In diesem Zusammenhang wurde die Sicherheitsarchitektur von 5G-Netzen mit dem Fokus auf die Wiederverwendung entsprechender Technologien entwickelt, die im 4G LTE-Standard akzeptiert wurden.<\/p>\n

Es ist jedoch wichtig zu erw\u00e4hnen, dass eine Neubewertung solcher bekannten Bedrohungen wie Angriffe auf Funkschnittstellen und Signalebene (signalling<\/a><\/noindex> Angriffe wie DDOS, Man-In-The-Middle und andere haben die Telekommunikationsanbieter dazu veranlasst, neue Standards zu entwickeln und v\u00f6llig neue Sicherheitsmechanismen in die 5G-Netze zu integrieren.
\n<\/a><\/noindex>
\n\"Einf\u00fchrung<\/p>\n

Voraussetzungen<\/h1>\n

\nIm Jahr 2015 hat die Internationale Fernmeldeunion den ersten globalen Entwicklungsplan f\u00fcr 5G-Netze erstellt, was die Frage der Entwicklung von Sicherheitsmechanismen und -verfahren in 5G-Netzen besonders dringlich machte. <\/p>\n

Die neue Technologie bot beeindruckende Daten\u00fcbertragungsraten von \u00fcber 1 Gbit\/s, Latenzen von weniger als 1 ms und die M\u00f6glichkeit, simultan bis zu 1 Million Ger\u00e4te im Umkreis von 1 km\u00b2 zu verbinden. Diese hohen Anforderungen an die 5G-Netze beeinflussten auch deren Organisationsprinzipien.<\/p>\n

Das Hauptprinzip wurde die Dezentralisierung, die die Bereitstellung zahlreicher lokaler Datenbanken und Verarbeitungszentren am Rand des Netzwerks vorsah. Dies reduzierte die Latenzen bei M2M<\/a><\/noindex>-Kommunikationen und die Entlastung des Netzwerkkerns aufgrund der Bedienung einer Vielzahl von IoT-Ger\u00e4ten. So wurde die Grenze von Next-Generation-Netzen bis zu den Basistationen erweitert, wodurch lokale Kommunikationszentren geschaffen und Cloud-Dienste ohne das Risiko kritischer Verz\u00f6gerungen oder Ausf\u00e4lle bereitgestellt werden konnten. Nat\u00fcrlich interessierte dieser ver\u00e4nderte Ansatz zur Netzwerkorganisation und Kundenbetreuung auch Angreifer, da er ihnen neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr Angriffe sowohl auf sensible Benutzerdaten als auch auf die Netzwerkteile er\u00f6ffnete, um einen Dienstverweigerungsangriff auszul\u00f6sen oder die Rechenressourcen des Betreibers zu \u00fcbernehmen.<\/p>\n

Wesentliche Schwachstellen von 5G-Netzen<\/h2>\n

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Gro\u00dfe Angriffsfl\u00e4che<\/h3>\n

\nMehr erfahren<\/b>Beim Aufbau von Telekommunikationsnetzen der 3. und 4. Generation arbeiteten Telekommunikationsanbieter in der Regel mit einem oder mehreren Anbietern zusammen, die sowohl die Hardware als auch die Software als Komplettl\u00f6sungen bereitstellten. Das bedeutete, dass alles \"out of the box\" funktionierte \u2013 es gen\u00fcgte, die internen Systeme des Anbieters zu installieren und zu konfigurieren; es war nicht n\u00f6tig, propriet\u00e4re Software zu ersetzen oder zu erg\u00e4nzen. Moderne Trends stehen im Widerspruch zu diesem \"klassischen\" Ansatz und zielen auf die Virtualisierung von Netzwerken, einen Multi-Vendor-Ansatz beim Aufbau der Netzinfrastruktur und eine Vielfalt an Software ab. Technologien wie SDN<\/a><\/noindex> (engl. Software Defined Network) und NFV<\/a><\/noindex> (engl. Network Functions Virtualization) gewinnen zunehmend an Bedeutung und f\u00fchren dazu, dass eine Vielzahl von Open-Source-Software in die Prozesse und Funktionen des Netzwerkmanagements integriert wird. Dies erm\u00f6glicht es Angreifern, die Netzwerkarchitektur der Anbieter besser zu verstehen und eine gr\u00f6\u00dfere Anzahl von Schwachstellen zu identifizieren, was wiederum die Angriffsfl\u00e4che neuer Netzgenerationen im Vergleich zu den aktuellen erh\u00f6ht.<\/p>\n

Eine Vielzahl von IoT-Ger\u00e4ten<\/h3>\n

\nMehr erfahren<\/b>Bis 2021 werden etwa 57 % der Ger\u00e4te, die mit 5G-Netzen verbunden sind, IoT-Ger\u00e4te sein. Das bedeutet, dass die meisten Hosts \u00fcber eingeschr\u00e4nkte kryptografische F\u00e4higkeiten verf\u00fcgen werden (siehe Punkt 2) und entsprechend anf\u00e4llig f\u00fcr Angriffe sind. Die enorme Anzahl solcher Ger\u00e4te erh\u00f6ht das Risiko von Botnetzen und erm\u00f6glicht noch m\u00e4chtigere und verteilte DDoS-Attacken.<\/p>\n

Eingeschr\u00e4nkte kryptografische M\u00f6glichkeiten von IoT-Ger\u00e4ten<\/h3>\n

\nMehr erfahren<\/b>Wie bereits erw\u00e4hnt, nutzen 5G-Netze aktiv Edge-Ger\u00e4te, die einen Teil der Last vom Netzwerkkern nehmen und so die Latenz verringern. Dies ist f\u00fcr wichtige Dienste wie die Steuerung autonomer Fahrzeuge und Notfallwarnsysteme erforderlich. IMS<\/a><\/noindex> und andere, f\u00fcr die eine minimale Latenz entscheidend ist, da davon menschliche Leben abh\u00e4ngen. Aufgrund der Anbindung einer Vielzahl von IoT-Ger\u00e4ten, die aufgrund ihrer geringen Gr\u00f6\u00dfe und des niedrigen Energieverbrauchs \u00fcber sehr begrenzte Rechenressourcen verf\u00fcgen, werden 5G-Netzwerke anf\u00e4llig f\u00fcr Angriffe, die darauf abzielen, die Kontrolle \u00fcber solche Ger\u00e4te zu \u00fcbernehmen und sie anschlie\u00dfend zu manipulieren. Beispielsweise sind Szenarien m\u00f6glich, in denen IoT-Ger\u00e4te, die Teil des Systems \u201eSmart Home<\/a><\/noindex>\u201c, von Ransomware und Erpressungssoftware<\/a><\/noindex>befallen werden. Auch Szenarien f\u00fcr die \u00dcbernahme der Kontrolle \u00fcber autonome Fahrzeuge, die ihre Anweisungen und Navigationsinformationen \u00fcber die \u201eCloud\u201c erhalten, sind m\u00f6glich. Diese Verletzlichkeit ist formal auf die Dezentralisierung der Netzwerke der n\u00e4chsten Generation zur\u00fcckzuf\u00fchren, aber der folgende Punkt wird das Problem der Dezentralisierung deutlicher machen.<\/p>\n

Dezentralisierung und Netzwerkausweitung<\/h3>\n

\nMehr erfahren<\/b>Peripherieger\u00e4te, die als lokale Netzwerk-Kerne fungieren, \u00fcbernehmen die Routenlenkung des Benutzerdatenverkehrs, die Verarbeitung von Anfragen sowie das lokale Caching und die Speicherung von Benutzerdaten. Auf diese Weise erweitern sich die Grenzen der 5G-Netze \u00fcber den Kern hinaus auf die Peripherie, einschlie\u00dflich lokaler Datenbanken und der 5G-NR-Funkschnittstellen (engl. 5G New Radio). Dies schafft Angriffsfl\u00e4chen f\u00fcr die Rechenressourcen lokaler Ger\u00e4te, die von Natur aus schw\u00e4cher gesch\u00fctzt sind als die zentralen Netzwerkknoten, um einen Denial-of-Service-Angriff zu initiieren. Dies kann dazu f\u00fchren, dass ganze Gegenden vom Internet abgeschnitten werden, das ordnungsgem\u00e4\u00dfe Funktionieren von IoT-Ger\u00e4ten (z. B. im Smart-Home-System) beeintr\u00e4chtigt wird und der Zugang zu Notfallwarnservices IMS unm\u00f6glich ist.<\/p>\n

\"Einf\u00fchrung
\n
\nAktuell haben jedoch ETSI und 3GPP bereits \u00fcber 10 Standards ver\u00f6ffentlicht, die verschiedene Aspekte der Sicherheit von 5G-Netzen betreffen. Die \u00fcberwiegende Mehrheit der dort beschriebenen Mechanismen zielt darauf ab, Schwachstellen (einschlie\u00dflich der oben genannten) zu sch\u00fctzen. Einer der wichtigsten ist der Standard TS 23.501 Version 15.6.0<\/a><\/noindex>, der die Sicherheitsarchitektur von 5G-Netzen beschreibt.<\/p>\n

5G-Architektur<\/h1>\n

\n\"Einf\u00fchrung
\nZuerst betrachten wir die grundlegenden Prinzipien der 5G-Netzarchitektur, die es erm\u00f6glichen, die Bedeutung und Verantwortungsbereiche jedes Softwaremoduls und jeder Sicherheitsfunktion von 5G vollst\u00e4ndig zu verstehen.<\/p>\n