Keiner soll es erraten

Symmetrische Verschlüsselung,
Datei-/Festplattenverschlüsselung

https://privatsphaere-leipzig.org/
@privacy_leipzig
@CryptoPartyLE

Dozenten: Rainer R. | Tobias R.

Let’s have a party!

  1. Grenzen der Datei- und Festplattenverschlüsselung (Tobias)
  2. Keiner soll es erraten: Symmetrische Verschlüsselung (Rainer)
  3. Ihre Fingerabdrücke bitte: Kryptologische Hashverfahren (Tobias)
  4. TopSecret I: Dateiverschlüsselung (Tobias/Rainer)
  5. Sicherer Löschen – Eraser-Software (Tobias)
  6. TopSecret II: Datei- und Festplattenverschlüsselung (Rainer/Tobias)

Let’s start a party!

Das Bündnis Privatsphäre Leipzig e. V. ist eine überparteiliche Bürgerinitiative mit dem Ziel, Überwachung, Rechtsstaatlichkeit und Demokratie in einem breiten öffentlichen Diskurs zu thematisieren.

Wir treffen uns ab Mai jeden ersten, dritten und fünften Dienstag des Monats immer 19:00 Uhr im Sublab. (Öffentliches Plenum)

CryptoParty is a decentralized, global initiative to introduce the most basic cryptography programs and the fundamental concepts of their operation to the general public.

Wir verstehen Cyptoparties als Möglichkeit zur Vermittlung von Wissen zur „Digitale Selbstverteidigung“.

Einblicke in eine CryptoParty

Privatsphäre in Deutschland – Ein Bündnis aus Leipzig klärt auf!

Quo vadis sublab?

CryptoParties 1/2017

  • 11. Januar 2017 – Sicher Surfen und Anonymisierung im Internet
  • 8. Februar 2017 – Passwörter und Passwort-Manager, E-Mail-Verschlüsselung mit PGP
  • 8. März 2017 – Verschlüsselte Messenger- und Chats
  • 12. April 2017 – Datei- und Festplattenverschlüsselung
  • 10. Mai 2017 – Alternative Soziale Netzwerke, Cloud-Systeme und Backups
  • 14. Juni 2017 – privat mit Windows 10, virtuelle Maschinen und Systeme

Weitere Projekte (z. T. in Planung):

  1. regionale und überregionale Vernetzung
  2. Lesungen
  3. CryptoCon (in Kooperation mit dem Sublab)
  4. Aktionen
  5. Podcasts
  6. Vorträge (z. B. zu SmartCity)

Digitale Selbstverteidigung

Warum digitale Selbstverteidigung?

  • Recht auf informationelle Selbstbestimmung (= Grundrecht) auch im digitalen Zeitalter wahrnehmen können
  • Selbstverteidigung gegen Massenüberwachung, Vorratsdatenspeicherung, Tracking und Überwachungskapitalismus (BigData)

Aspekte der Privatheit, Nutzen und Risiken

nach Gutwirth, S.; Gellert, R.; Bellanova, et al.
Aspekt der Privatheit Definition und Umfang Grenzen und Trade-offs Beispiel für Risiken
Privatheit von Daten und Bilder Menschen haben ein Recht auf Privatheit ihrer Daten und Bilder Behörden, Arbeitgeber und Firmen benötigen für die Verwaltung und Leistungserfüllung Daten. Kontrollverlust: Es ist nicht immer möglich das Recht am eigenen Bild zu wahren (Fotografien an öffentlichen Plätzen) Behörden, Regierungen und Firmen zweckentfremden die gesammelten Daten. Paparazzi.

Aspekte der Privatheit, Nutzen und Risiken

nach Gutwirth, S.; Gellert, R.; Bellanova, et al.
Aspekt der Privatheit Nutzen durch Schutz von Privatheit Risiken durch Verletzung der Privatheit
Für den Einzelnen Für die Gesellschaft Für den Einzelnen Für die Gesellschaft
Privatheit von Daten und Bilder Empowerment: Selbstbestimmtheit/Autonomie, Entscheidungsspielräume Fördert demokratische Entwicklung: Kontrolle der Daten als Chance zur Gestaltung von Gegenwart und Zukunft (›Schicksal‹) Einzelne werden durch persönliche Daten kompromittiert. Personenbezogene Daten ermögliche persönliche Erfassung. Wer möchte immer anpeilbar sein? Das gesellschaftliche Klima wird durch die permanente Kompromittierung persönlicher Daten vergiftet.

Digitale Selbstverteidigung

Staatliche Überwachung und Datensammelei (Beispiel)

Digitale Selbstverteidigung

Datensammlungen Privater Firmen (Beispiele)

  • Google z. B. aus Suche, E-Mail, Webanalyse ... für zielgenaue Werbung
  • Facebook für soziale Beziehungen und Netzwerke
  • amazon für Kaufverhalten und -vorlieben oder Leseverhalten (Kindle)

Digitale Selbstverteidigung

Analyseverfahren und Auswertung

  • BigData zur Profilbildung und Analyse auf der Grundlage massiver Datensammlungen
  • BigData als Geschäftsmodell
  • Public-Private-Partnership

Digitale Selbstverteidigung

Reaktion auf gesellschaftliche Veränderungen

  • Überwachung und Manipulation als Machttechniken
  • Digitalisierung als Kulturwandel → Nutzungsänderungen
  • Welche Gesellschaft streben wir an? (Panoptikum, Banoptikum, Synoptikum)

CryptoWars 2.0/3.0

Angriff auf Verschlüsselung

Was tun?

Kategorien von Handlungsspielräumen nach Bruce Schneier (Data vs Goliath)

  • Überwachung vermeiden
  • Überwachung blockieren
  • Überwachung verfälschen
  • Überwachungssysteme lahmlegen (selten legal)

Was tun?

Weitere praktische Möglichkeiten

  • CryptoParties besuchen und weiterempfehlen
  • mit Freunden und Familie über Digitalisierung und Privatsphäre diskutieren
  • sich bei Apps und Sozialen Diensten über deren Datensammlung informieren, ggf. Alternativen verwenden

Was tun?

Mitmachen!

Wir freuen uns über neue Mitstreiter*Innen im Bündnis

Was tun?

Literatur- und TV-Empfehlungen

Digitale Selbstverteidigung

Digitale Selbstverteidigung als Aufklärungsmodell

Grenzen digitaler Selbstverteidigung

Verschlüsselung funktioniert. Richtig implementierte, starke Crypto-Systeme sind eines der wenigen Dinge, auf die man sich verlassen kann.

Schief gegangen

Beispiele von Sicherheitsbrüchen

Grenzen ausloten

Risikoanalyse anhand von Bedrohungsmodellen

Bedrohungsmodelle:

  • beschreiben Möglichkeiten von Angriffen und decken Verhaltensweisen oder Übertragungswege und -formen auf, die mit Risiken verbunden sein können
  • helfen Grenzen und Möglichkeiten von technischen Lösungen wie Ende-zu-Ende-Verschlüsselung oder Transportverschlüsselung besser einzuschätzen und eigenes Verhalten anzupassen.

Bedrohungsmodell

Übersicht

Die W-Fragen

Schutzintressen und -rahmen

  • Was möchte ich schützen?
  • Wie wahrscheinlich ist die Notwendigkeit es schützen zu müssen?
  • Vor wem möchte ich es schützen?
  • Was sind die Konsequenzen, wenn der Schutz versagt?
  • Wie viel Aufwand und Umstände möchte ich in Kauf nehmen und worauf möchte ich verzichten, um es zu schützen?

Grenzen

Fazit

Bedrohungsmodelle als Mittel zur Selbstermächtigung

  • Bedrohungsmodelle unterstützen bei der Abwägung von Risiken in Bezug auf Datensicherheit und -schutz
  • Bedrohungsmodelle identifizieren schützenswerte Güter (Assets), Angreifer*Innen, Risiken und Angriffspotentiale
  • Identifizierte Bedrohungen können besser eingeschätzt werden (Entscheidung für oder gegen Maßnahmen)

Equation Group

Schadsoftware-Familie

  • »highly sophisticated threat actor« (aktiv seit 2004, ggf. schon 1996)
  • technische Angriffsziele
    • Festplatten-Steuerungssoftware (Firmware)
    • Gruppe von Trojanern; teilweise tiefe Einnistung in Festplatten-Firmware
    • Betroffen Festplattenhersteller: Western Digital, Maxtor, Samsung, Toshiba und Seagate
  • Hohes Risiko: Malware überlebt eine Formatierung der Festplatte oder Neuinstallation des Betriebssystems
  • Hohe Potentiale: Diebstahl von Schlüsseln verschlüsselter Festplatten/Container nach Infektion

Equation Group

Equation Group

Entwicklung und Geschichte

Equation Group

Weltweite Infektion

Equation Group

Vertiefende Informationen

Grenzen von Datei- und Festplattenverschlüsselung

  • vertrauenswürdige, offengelegte zeitgemäße Algorithmen
  • regelmäßige Audits
  • vollständig OpenSource
  • unter aktiver (Weiter-)Entwicklung (Patches von Sicherheitslücken, Aufarbeitung technischer Schulden)
  • Verfügbarkeit (Betriebssysteme)
  • Kommerzieller Hersteller könnte zu Integration einer Hintertür/Schwächung der Umsetzung gezwungen worden sein

Grundregeln und Gegenmaßnahmen

  • Update, Updates, Updates
  • Backups, Backups, Backups
  • Virenscanner (+/-)
  • Unplugged: Sensible Daten auf System ohne Netzzugang aufbewahren und verschlüsseln

Symmetrische Verschlüsselung (1/4)

https://de.wikipedia.org/wiki/Symmetrisches_Kryptosystem

Gleicher Schlüssel für Verschlüsselung und Entschlüsselung der Nachricht (oder Berechnung beider Schlüssel auseinander)

Video zur Einführung in symmetrische Verschlüsselung (englisch)

Symmetrische Verschlüsselung (2/4)


Die Verschlüsselung hat zwei grundsätzliche Ziele:
Konfusion und Diffusion


  • 1.) Konfusion:
    • Zusammenhang zwischen Geheimtext und Schlüssel so komplex wie möglich machen um damit Kryptoanalyse zu erschweren
    • Erreicht wird das z. B. durch nichtlineare Substitutionen von Eingabe und Ausgabe

Symmetrische Verschlüsselung (3/4)


  • 2.) Diffusion:
    • Auflösen von statistischen Strukturen des Klartextes
    • statistische Analyse nach Buchstabenhäufigkeit im Chiffretext läuft ins Leere

  • guter Chiffretext ist nicht von Zufallszahlen und -zeichen zu unterscheiden

Symmetrische Verschlüsselung (4/4)


2 Verfahrenstypen:

  • Stromverschlüsselung
  • Blockverschlüsselung

Stromverschlüsselung (1/2)

Schema

Stromverschlüsselung (2/2)

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromchiffre

  • Zeichen des Klartextes werden mit den Zeichen eines Schlüsselstroms verknüpft
  • Schlüsselstrom ist als pseudozufällige Zeichenfolge aus dem Schlüssel abgeleitet
  • jedes Klartextzeichen kann sofort in ein chiffriertes Ausgabezeichen übersetzen werden
  • besonders für Echtzeitübertragungen geeignet, z. B. für Mobilfunk

Blockverschlüsselung (1/3)

Schema

Blockverschlüsselung (2/3)

https://de.wikipedia.org/wiki/Blockchiffre

  • Klartext fester Länge (Block) wird – bestimmt durch Schlüssel und Chiffrealgorithmus – in einen Geheimtext fester Länge gewandelt
  • mehrere Zeichen (Block) werden in einem Schritt ver- bzw. entschlüsselt, daher schnell
  • Blockchiffren können jeweils nur einen einzigen Block verschlüsseln
  • daher wird für Texte beliebiger Länge ein krypto­graphi­scher Betriebsmodus definiert, der die Anwendung des Verschlüsselungsalgorithmus auf den Datenstrom (mehrere Blöcke) festlegt

Blockverschlüsselung (3/3)

https://de.wikipedia.org/wiki/Blockchiffre

  • modernen Blockchiffren als iterierte Blockchiffren konzipiert:
    • Eingabe wird in mehreren gleich aufgebauten Runden verarbeitet
    • Dazu werden aus dem Schlüssel sogenannte Rundenschlüssel abgeleitet

Video zur Erklärung eines symmetrischen Algorithmus (in englisch)
Das dort erklärte DES gilt allerdings inzwischen als unsicher.

Kryptologische Hashfunktion

  • Was sind Hashfunktionen?
  • Welche Verfahren sollte man verwenden/vertrauen?
  • Was sind Schlüsselableitungsverfahren (KDF)?
  • Dateidownlaod: Praktische Anwendungsformen

Übersicht (I)

Hashfunktionen zur Datenhaltung Prüfsummen Kryptologische Hashfunktionen Passwort-Hashfunktionen
Anwendungsgebiete Schlüssel-Wert-Paare; Indexfunktionen in Datenbanken, Caches Erkennung von Veränderungen an übertragenen Daten Nachrichten signieren bzw. die Integrität von Daten sicherzustellen Nachrichten zu signieren bzw. die Integrität von Daten sicherzustellen
Differenzierung B+ tree, R-tree, Verteilte Hashtabelle (DHT) Einfache v. Komplex Schlüssellose Hashfunktionen, Message Authentication Codes Standardisiert (PBKDF2, Argon2), Nicht-Standardisiert (Bcrypt, Scrypt)

Übersicht (II)

Hashfunktionen zur Datenhaltung Prüfsummen Kryptologische Hashfunktionen Passwort-Hashfunktionen
Beispiele Dictionary<string,string> (C#),
HashMap<&str, i32> (Rust),
woerter = {"house":"Haus", "cat":"Katze"} (Python)
CRC32, Adler-32, Quersumme MD5, SHA1 vs. HMAC-MD5 and HMAC-SHA BBKDF2, Argon2, Bcrypt, Scrypt

Kryptologische Hashfunktion

Kryptologische Hashfunktionen

  • Einwegfunktionen: einfach ermittelbar, schwer umkehrbar
  • Schlüssellose Hashfunktionen: Einweg-Hashfunktionen und kollisionsresistente Hashfuntionen
  • Schlüsselabhänige Hashfunktionen: Message Authentication Codes (MAC)
  • kann zur Bildung von Fingerabdrücken zur Prüfung von Nachrichten(-blöcken) und zur Überprüfung von Dateidownloads verwendet werden

Kryptologische Hashfunktion

Übersicht (Auswahl)

Verfahren Veröffentlichung Empfehlung
MD5 1992 💔 gilt als unsicher
SHA (SHA-Familie) 1993 (SHA-0), 1995 (SHA-1), 2002 (SHA-256, SHA-384, SHA-512) 💔/💛 Im Februar 2017 wurde die erste Kollision für SHA-1 veröffentlicht. → SHA-512 verwenden
RIPEMD 1992, 1996 (RIPEMD-128, RIPEMD-160) 💛 kollisionen für die Variante von 1992 möglich

Kryptologische Hashfunktion

Übersicht (Auswahl)

Verfahren Veröffentlichung Empfehlung
Whirlpool 2003 💚 keine Kollisionen bekannt, 512 Bit Hashwert, zehn AES-Runden
SHA-3/Keccak 2011 (3. Version) 💚 Alternative zu SHA-2
BLAKE 2010 (BLAKE2 2012) 💚 BLAKE war einer der Finalisten im SHA-3-Auswahlverfahren der NIST.

Exkus

Schlüsselableitungsverfahren (KDF)

  • kryptologische Hashfunktion
  • speziell für das Hashen und Speichern von Passwörtern entwickelt wurde
  • mit dem Ziel entwickelt, das Hashing möglichst aufwändig zu gestalten

Schlüsselableitungsverfahren

Übersicht (Auswahl I)

Verfahren basiert auf Empfehlung
PBKDF2 DK = PBKDF2(PRF, Password, Salt, c, dkLen) vom NIST standardisiert; mit min. 100 000 Iteratioen durchführen
scrypt sala20/8 mit niedrigen Parametern durch GPU-Hardware angreifbarer als bcrypt; Seitenkanalattacke durch cache timing theoretisch möglich

Schlüsselableitungsverfahren

Übersicht (Auswahl II)

Verfahren basiert auf Empfehlung
bcrypt blowfish; Länge des Passworts auf 56 Bytes beschränkt angreifbar (Wörterbuchangriff oder Brute-Force-Methode), bessere Ergebnisse als PBKDF2
Argon2 Blake2b Empfehlung der unabhängigen Password Hashing Competition (PHC); weitere Finalisten: Catena, Lyra2, Makwa und yescrypt

Einen Dateidownload prüfen

Linux

Prüfsummme erstellen
       
$ sha512sum Qubes-R3.2-x86_64.iso
de1eb2e76bdb48559906f6fe344027ece20658d4a7f04ba00d4e40c63723171c62bdcc869375e7a4a4499d7bff484d7a621c3acfe9c2b221baee497d13cd02fe  Qubes-R3.2-x86_64.iso
       
       
Prüfsummme vergleichen
       
$ sha512sum -c Qubes-R3.2-x86_64.iso.DIGESTS
       
       

Einen Dateidownload prüfen

SHA-3 unter Linux

  • ArchLinux (AUR): sha3sum-git oder sha3sum-git
  • Fedora: sha3sum
  • Alternativ: rhash
Prüfsummme erstellen
      
$ sha3-512sum Qubes-R3.2-x86_64.iso
$ rhash --sha3-512 Qubes-R3.2-x86_64.iso
      
      

Einen Dateidownload prüfen

Windows

Einen Dateidownload prüfen

Windows

Fazit

Kryptologische Hashfunktion

  • Was: Integrität von empfangenen Daten prüfen
  • Wie: Schutz durch eindeutigen, vergleichbaren Fingerabdruck
  • Wem: Angreifern, die gefälschte Dateien verbreiten
  • Was: Durchführen von Prüfsummenvergleichen mit entsprechenden Werkzeugen (Datenhygiene)
  • Aufwand: Durchführung kostet Zeit und muss Teil der Datenhygiene werden
  • Risiken: Software verwendet veraltete Verfahren zur Passwortableitung: keinem System vertrauen, dass MD5 verwendet; Plattformen bevorzugen, die bcrypt, scrypt oder Argon2 verwenden; künftig für Prüfsummen SHA-3 verwenden

TopSecret: Datei- und Festplattenverschlüsselung

  • Dateiverschlüsselung mit GnuPG und AEScrypt
  • Sicherer Löschen: Data Erasure Software (shred, wipe, srm & Co)
  • Festplattenverschlüsselung mit VeraCrypt
  • Alternativen zu VeraCrypt (cryptsetup/dm-crypt/LUKS)

Dateiverschlüsselung


  • Wofür? Einzelne Dateien zur Übertragung/bei Kommunikation oder für die Ablage in der Cloud
  • Wichtig: Dateien nach dem Verschlüsseln sicher löschen falls nur noch die verschlüsselten Daten vorliegen sollen.

Symmetrische Verschlüsselung mit GPG

Was ist das?

  • GPG = offenes und gutes Verschlüsselungsprogramm
  • GPG hauptsächlich zur asymmetrischen Verschlüsselung (→E-Mail)
  • via Kommandozeile oder entsprechende Oberflächen auch symmetrisch nutzbar

Wie geht das?

  • Symmetrische Verschlüsselung
  • Schlüssellänge → je länger desto besser

before:use

  • Konfigurationsdatei anpassen
  • Vorlage

about:use

  • Verschlüsselung einzelner Dateien
    • nur für Versand von Dateien sinnvoll
    • für dauerhafte Nutzung Container bzw. Partition (→ Container-/Festplattenverschlüsselung)

Verschlüsseln

gpg -c --cipher-algo AES256 --digest-algo SHA512 geheim.txt

verschlüsselte Datei heißt: geheim.txt.gpg (im selben Verzeichnis)

Entschlüsseln

gpg -d -o geheim.txt geheim.txt.gpg

Dateiverschlüsselung mit
AEScrypt

https://www.aescrypt.com/download/


  • plattformübergreifend (Windows 32 und 64, Android, iPhone/iPad, MacOS, Linux)
  • (meistens) mit grafischer Oberfläche und/oder als Kommandozeilentool
  • einfach zu installieren und in der Anwendung
  • quelloffen (Open Source)
  • Allerdings: Original und verschlüsselte Datei sind im Dateisystem sichtbar
  • ggf. sicher löschen

Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen

gocryptfs

Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen

gocryptfs

  • in Go entwickelt (2015)und inspiriert bei encfs
  • basisert auf dem im Linux-Kernel integriertem Filesystem in Userspace (FUSE)
  • Anwendung aktueller kryptografischer Verfahren

Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen

gocryptfs - Angewandte Kryptografie

  • Initialisierungsvektor (IV) pro Verzeichnis
  • authentifizierte Kryptografie/Integrität: ASE-256-CGM (Galois/Counter Mode)
  • Schlüsselableitung (KDF) aus Passphare: scrypt
  • AES-256-EME zur Dateinamenverschlüsselung (ECB-Mix-ECB → wide-block encryption mode)

Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen

gocryptfs - Angewandte Kryptografie

Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen

gocryptfs - anwenden

$ mkdir cipher plain
$ ~/bin/gocryptfs -init cipher
[...]
$ ~/bin/gocryptfs cipher plain
[...]

Übersicht: Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen (I)

gocryptfs encfs ecryptfs cryptomator securefs CryFS
Erstveröffentlichung 2015 2003 2006 2014 2015 2015
Programmiersprache Go C++ C Java C++ C++
Softwarelizenz MIT LGPL/GPL GPL MIT MIT LGPL

Übersicht: Verschlüsselung mit virtuellen Dateisystemen (II)

gocryptfs encfs ecryptfs cryptomator securefs CryFS
Hauptentwicklung in Österreich USA UK Deutschland China Deutschland
Projektstatus Aktiv Wartung Aktiv Aktiv Aktiv Aktiv
Schittstelle Dateisystem FUSE FUSE in-kernel filesystem WebDAV FUSE FUSE
Plattformen Linux, 1) Linux, OSX, 3rd-party Windows port Linux Linux, OSX, Windows Linux, OSX Linux
Benutzerschnittestelle CLI; 3rd-party GUI: SiriKali CLI; 3rd-party GUI In Login-Prozess integiert nur GUI; CLI geplant CLI CLI, 3rd-party GUI
1) 3rd-party Windows port, macOS in Vorbereitung

Fazit

Dateiverschlüsselung: Schutzniveau und Bedrohungsmodelle

  • Was: Daten und Verzeichnisse
  • Wie: Schutz privater/sensibler Dateien durch Verschlüsselung; bei virtuellem Dateiystemen solange Dateisystem nicht eingehängt ist
  • Wem: Gerätverlust, Geräteverkauf, Personen mit physischen Zugriff
  • Was: Dateien können entschlüsselt werden (Backup von Keys, Passphrasen in PasswortManager ablegen)
  • Aufwand: größere Platzbedarf; Entschlüsselung/Verschlüsselung und ggf. Dateisystem einhängen; nicht für Software mit großer Leistung gedacht (Datenbanksysteme, Webserver etc.)
  • Risiken: Forensiker; Verlusst von Schlüsseln/Passwörtern (Backups, PasswordManager); Dateiverlust während ver-/entschlüsselung (Backups)

Fazit

Dateiverschlüsselung: Anwendungsfälle

    • Bewerbungsunterlagen in einem verschlüsselten virtuellen Dateisystem (gocryptfs)
    • Photosammlung auf einem Smartphone (Crypt4All), NAS-System (gocryptfs)
    • Dateiaustausch in der Cloud, via E-Mail (gpg)

Data Erasure Software

Linux

  • BleachBit
  • shred
  • wipe
  • srm & Co.
                
$ shred -vn $Durchgänge $Gerät 
$ wipe -q -Q 1 -R /dev/zero -S r -r $PFAD $ srm $DATEI $ sfill -l -lv $PFAD

Data Erasure Software

MacOSX

Data Erasure Software

Windows - Eraser (Heidi Eraser)

Data Erasure Software

Windows - Eraser (Heidi Eraser) - Version 5

Data Erasure Software

Windows - Eraser (Heidi Eraser) - Version 6

Data Erasure Software

Windows: Bleachbit

Data Erasure Software

Sonderfall Solid State Drive (SSD)

                
$ sudo hdparm -I /dev/sda
$ sudo hdparm --user-master u --security-set-pass GEHEIM /dev/sda
$ sudo hdparm -I /dev/sda
$ sudo time hdparm --user-master u --security-erase GEHEIM /dev/sda
$ sudo hdparm -I /dev/sda
                
            

Fazit

Data Erasure Software

  • Was: Spuren von alten Daten und Verzeichnisse
  • Wie: Schutz durch (mehrfaches) Überschreiben von Dateien und Verzeichnissen
  • Wem: Datenforensiker; Käufern von Gebrauchtgeräte
  • Was: ehemalige, gelöschte Dateien können nicht wieder hergestellt werden
  • Aufwand: Durchführung kostet Zeit und muss Teil der Datenhygiene werden
  • Risiken: Flash-Speicher (→ Vollverschlüsselung)

Fazit

Data Erasure Software

    • Festplatte vor der Entsorgung/Verkauf säubern
    • Löschen von sicherheitsrelevaten Dateien (Wiederstellungszertifik für GPG-Schlüssel, Passwortdatenbank)
    • Dateien, die in einen verschlüsselten Container überführt werden

Festplatten-/Containerverschlüsselung


Wofür?

  • mehrere Dateien gemeinsam verschlüsseln (z. B. ganze Verzeichnisse oder Verzeichnisbäume)
  • Schutz aller Daten gegen (Offline-)Diebstahl (insbesondere bei mobilen Geräten wie Notebooks) oder auch nur neugierige Fremde oder Freunde
  • Schutz gegen Datenwiederherstellung nach Verkauf, Entsorgung oder bei Reklamation von Datenträgern.

Festplatten-/Containerverschlüsselung


  • 2 Varianten
    • Partitionen oder ganze Festplatten/SSDs
    • Container, die wie normale Dateien auf dem Rechner liegen (dadurch z. B. einfaches Backup)
  • wenn geöffnet sind beide wie normale Laufwerke verwendbar, transparent
  • geschlossen keine Infos über gespeicherte Inhalte

VeraCrypt

    Features:
  • Systemverschlüsselung (Windows, komplette Platte)
  • komplette Datenträger (ohne System)
  • Partitionen
  • Container
  • plausible Abstreitbarkeit (plausible deniability)
  • Audit durch Quarkslab im Herbst 2016

VeraCrypt

  • Projektseiten: https://veracrypt.codeplex.com/
    (Achtung: Müssen umziehen weil codeplex schließt)
  • installierbar aber auch portabel nutzbar, dann Admin-Rechte nötig (Windows)
  • Wichtig: Downloads verifizieren via GPG-Signatur und/oder Hashsumme, Programmdownload für Hashsummen unter Windows

VeraCrypt


Wie funktioniert’s? (1)

  • beim Erstellen des Datenträgers werden Masterkeys und weitere Informationen für Ver- und Entschlüsselung der Inhalte des Containers/der Partition/Platte verschlüsselt im Volume Header abgelegt
  • für deren Verschlüsselung wird aus dem Passwort oder/und eingesetzten Keyfiles ein Header Key mit PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2) abgeleitet
  • zusätzlich: PIM (Personal Iterations Multiplier) einstellbar

VeraCrypt


Wie funktioniert’s? (2)

  • als Betriebsmodus kommt XTS zum Einsatz, der aktuelle Quasi-Standard für Daten­träger­ver­schlüs­selung, eingesetzt auch bei BestCrypt, dm-crypt, FreeOTFE, DiskCryptor, FreeBSD geli, OpenBSD softraid disk encryption software und Mac OS X Lion FileVault 2

VeraCrypt


Verschlüsselungsalgorithmen (1)

  • Verfahren waren Finalisten für den Advanced Encryption Standard (AES) des National Institute of Standards and Technology (NIST) der USA in 2000
    • Rijndael/AES (Joan Daemen, Vincent Rijmen), der spätere Gewinner des Ausscheidungsverfahrens
    • Serpent (Ross Anderson, Eli Biham, Lars Knudsen)
    • Towfish (Bruce Schneier, Niels Ferguson, John Kelsey, Doug Whiting, David Wagner und Chris Hall)
  • Kaskaden möglich → höhere Sicherheit aber auch längere Zeit zum Ver- und Entschlüsseln

VeraCrypt


Verschlüsselungsalgorithmen (2)

  • Camellia, entwicklet von Mitsubishi Electric und dem NTT Japan, genehmigt für das NESSIE-Projekt der EU und das Japanische CRYPTREC-Projekt.
  • Kuznyechik, nationaler Standard der Russischen Föderation, GOST R 34.12-2015

TrueCrypt/VeraCrypt


Hash-Algorithmen

  • RIPEMD 160, in 1996 gestärkte Version des im Rahmen des Projekts RACE Integrity Primitives Evaluation (RIPE) der EU entwickelten Algorithmus
  • SHA-512 oder SHA-256, entwickelt von der NSA und vom NIST publiziert.
  • Wirlpool, vom NESSIE-Projekt der EU empfohlen und von der ISO übernommen
  • Streebog-512 Russischer nationaler Standard GOST R 34.11-2012 Information Technology – Cryptographic Information Security – Hash Function, auch in RFC 6986 beschrieben

Alternativen


Windows

  • Bitlocker, Microsoft, ab Windows Vista, vielfach aber nur ab Pro-Version einsetzbar, Closed Source. Bitlocker wurde unlängst durch die Entscheidung Microsofts den sog. Elephant Diffuser zu entfernen geschwächt.
  • Bei Windows 10 werden (wurden?) die Wiederherstellungsschlüssel per Voreinstellung in der Microsoft Cloud gespeichert (Hintergund)

Alternativen


Mac OS X/Linux/BSD

Festplattenverschlüsselung mit dm-crypt und LUKS

  • quelloffene Alternative auf Linux-Systemen
  • Integration in den Kernel (Betriebssystemkern)
  • keine Hidden Volumes
  • keine glaubhafte Abstreibarkeit (plausible deniability)

Festplattenverschlüsselung mit dm-crypt und LUKS

Container erstellen

            
$ cryptsetup -c aes-xts-plain -y -s 512 luksFormat /dev/disk/by-uuid/XXX
$ cryptsetup luksOpen /dev/disk/by-uuid/XXX mycrypteddev
$ mkfs.ext4 /dev/mapper/mycrypteddev
$ cryptsetup luksClose /dev/mapper/mycrypteddev
            
            

Festplattenverschlüsselung mit dm-crypt und LUKS

Container einhängen und aushängen (mount, unmount)

            
$ cryptsetup luksOpen /dev/disk/by-uuid/XXX mycrypteddev
$ mount -t ext4 /dev/mapper/mycrypteddev /mnt/mount_point
$ umount /mnt/mount_point
$ cryptsetup luksClose mycrypteddev
            
            

Vielen Dank