CeBit 2015: Sicherheit für die Netzwerke der Zukunft

Heutige Unternehmensnetzwerke setzen sich aus vielen Hundert Geräten zusammen: Router, die Datenpakete an den richtigen Empfänger schicken, Firewall-Komponenten, die interne Netze von der Außenwelt abschirmen oder Switches, also Kupplungsstellen im Netzwerk.

Solche Netze sind sehr unflexibel, denn jede Komponente, jeder Router oder jeder Switch, kann nur die eine Aufgabe übernehmen, für die sie hergestellt wurden. Will man das Netz erweitern, muss man neue Router, Firewalls oder Switches einbauen und zunächst von Hand programmieren. Seit etwa fünf Jahren arbeiten deshalb Experten weltweit am flexiblen Netzwerk der Zukunft, dem Software Defined Networking (SDN). Der Nachteil: Es ist anfällig für Hackerangriffe.

Wie sich SDN sicher machen lassen, zeigen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC in Garching bei München vom 16. bis 20. März auf der CeBIT in Hannover. Auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftstand (Halle 9, Stand E40) stellen sie einen Demonstrator vor, mit dem sie ein SDN mitsamt aller Komponenten überwachen können.

Bestandteil des Systems ist eine Visualisierungssoftware, die die einzelnen Komponenten des Netzes zeigt und zudem in Echtzeit darstellt, wie die verschiedenen Applikationen mit dem Controller kommunizieren. »Wir können zeigen, wie eine Software über den Controller das Verhalten der verschiedenen Komponenten beeinflusst – oder im Falle eines Angriffs stört«, sagt Christian Banse, Sicherheitsexperte am AISEC.

Doch wie funktioniert ein SDN und warum ist es anfällig für Angriffe? »Ein Controller soll künftig die vielen Netzwerkkomponenten zentral steuern. Überspitzt formuliert, verlieren Router, Firewall und Switches ihre Intelligenz, sie führen nur noch die Befehle aus, die ihnen der Controller vorgibt«, so Banse.

Damit wird das Netz sehr viel flexibler, denn einem Router oder dem Switch kann der Controller somit ganz neue Aufgaben zuordnen, die bei der Herstellung der Komponente gar nicht vorgesehen waren. Auch die mühsame Programmierung der Komponente beim Einbau entfällt, weil man nicht mehr jeder einzelnen ihren Platz im Netzwerk zuweisen muss – der Controller nutzt sie einfach so, wie es gerade nötig ist.

Controller ist Angriffspunkt für Hacker

Inzwischen bieten die Hersteller erste Router oder Switches an, die die nötige Flexibilität mitbringen und für Software Defined Networking (SDN) geeignet sind. »Bei aller Begeisterung über die neue Flexibilität, die die zentrale Steuerung über den Controller erlaubt, hat man allerdings die Sicherheit von SDN vernachlässigt«, mahnt Banse. »Wir entwickeln deshalb Lösungen, um SDN von vornherein sicherer zu machen, ehe sie sich durchsetzen.«

Ein Problem sieht Banse darin, dass die Netzwerke künftig nur mehr von der Controller-Zentrale gesteuert werden. Diese könnten für Angreifer eine ideale Lücke sein, um auf das ganze Netz zuzugreifen. »Hinzu kommt, dass für SDN heute eine Vielzahl von Applikationen entwickelt werden – beispielsweise Steuerungssoftware für die Firewall-Komponenten oder die Router«, sagt Banse. »Wir müssen sichergehen können, dass diese Applikationen verlässlich sind«. Fatal wäre es zum Beispiel, wenn sich Fremde über eine auf den Controller eingespielte Software Zugang ins Firmennetzwerk verschaffen würden.

Banse und seine Kollegen analysierten daher zunächst das Miteinander aller Komponenten in einem SDN, um Schwachstellen zu finden. »Man muss zum Beispiel sehr genau definieren, wie tief eine neue Applikation ins Netz eingreifen darf, da sonst die Stabilität und Sicherheit des Netzes nicht gewährleistet ist.« Bis heute gibt es noch keine ausreichenden Sicherheitsstandards für die Kommunikation zwischen den einzelnen Bestandteilen eines SDN.

Die Forscher am AISEC machen sich dafür stark, dass ein internationaler Standard geschaffen wird. Auf der Cebit stellen Banse und sein Team neben ihrer Visualisierungslösung technische Möglichkeiten vor, um nicht autorisierten Applikationen oder Schadprogrammen den Zugang ins SDN zu verwehren. Sie entwickeln Wege, um zu überwachen, ob eine App wirklich nur die Aufgabe erfüllt, für die sie gedacht war. Sollte sie nicht vorgesehene und unerwünschte Aktivitäten ausführen, wird sie vom System abgewiesen und blockiert. Schadprogramme werden auf diese Weise geblockt.