Die versteckte Schwachstelle der Cybersicherheit: Root-of-Trust-Angriffe (RoT) erklärt

Das Fundament ist das Herzstück einer langlebigen Architektur oder eines Systems. Im Bereich der Cybersicherheit bezeichnen wir dieses Fundament als „Root of Trust“ (RoT).

Die Vertrauensbasis (Root of Trust) ist ein grundlegender Aspekt der Hardware- und Softwaresicherheit, ein Ausgangselement, von dem alle anderen Sicherheitskomponenten ausgehen. Sie gewährleistet, dass allen anderen Sicherheitselementen vertraut werden kann.

Angenommen, diese Wurzel des Sicherheitssystems bricht plötzlich zusammen oder ein Angreifer findet einen Weg, sie zu durchbrechen, dann kann jede Ebene von oben, einschließlich Benutzeranmeldeinformationen, verschlüsselter Daten, Anwendungen und Betriebssystemen, ohne jegliche Warnung kompromittiert werden. Dies stellt die verheerendste Form von … dar. Cybersicherheitsbedrohung - die Root of Trust (RoT)-Angriffe.

Für Organisationen stellt dies das grundlegende Risiko dar, das Unternehmen zerstören, ihren Ruf schädigen und zu einigen der schlimmsten Formen von Cyberangriffen führen kann.

Was ist die Wurzel des Vertrauens?

Die Vertrauensbasis (Root of Trust, RoT) ist eine grundlegende Sicherheitskomponente eines Computersystems, der stets vertraut werden kann. Sie existiert typischerweise als spezialisierte Hardware, Firmware oder Software, die kritische Sicherheitsfunktionen wie das Generieren, Schützen und sichere Speichern kryptografischer Schlüssel für Verschlüsselung, digitale Signaturen und Authentifizierung übernimmt.

Da es von Natur aus vertrauenswürdig und manipulationssicher ist, dient das RoT als sicherer Anker, auf dem alle anderen Sicherheitsprozesse in einem Gerät oder System aufbauen.

Die Vertrauensbasis umfasst:

• Verifizierte Boot-Regeln, die die Boot-Kette überprüfen
• Firmware/Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) zum Starten des Rechners
• Pluton/Secure Enclave/Trusted Platform Module (TPM)
• System-Vertrauensspeicher entscheiden, welche TLS-Zertifikate gültig sind.

Wenn eine der oben genannten Komponenten von Hackern kompromittiert wird, ist alles, einschließlich VPNs, gefährdet. Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA)Browser und Betriebssysteme können dadurch ins Chaos gestürzt werden.

Welche Arten von Vertrauenswurzeln gibt es?

Typischerweise gibt es zwei Arten von RoT:

• Hardwarebasiertes RoT: Als sicherste Art von Vertrauensbasis gilt die Hardware-basierte Vertrauensbasis, die eine unveränderliche Grundlage bietet. Sie besteht aus dem TPM (Trust Prediction Module), einem Hardware-Chip auf dem Motherboard eines Computers, der die Sicherheit durch die sichere Speicherung kryptografischer Schlüssel und die Überprüfung der Authentizität der Firmware und des Betriebssystems erhöht.
• Softwarebasierter RoT: Softwarebasierte Vertrauensanker sind vom Softwaresystem abhängig, wodurch sie anfälliger und weniger vertrauenswürdig werden. Sie können in der Bootstrap-Software als Festwertspeicher (ROM) implementiert werden.

Warum zielen Angreifer auf den Vertrauensanker ab?

Cyberkriminelle suchen stets nach Angriffspunkten mit dem geringsten Widerstand oder den größten Schwachstellen. Da die Zugangs- und Endpunkte der Ressourcen relativ gut geschützt sind, konzentrieren sich Hacker auf weniger sichtbare Angriffspunkte wie die Vertrauensbasis (Root of Trust).

Gründe für Root-of-Trust-Angriffe sind:

• Bypass-Erkennung: Herkömmliche Sicherheitstools wie Netzwerküberwachung oder Antivirenprogramme können Cyberangriffe auf Hardware- oder Firmware-Ebene nicht ohne Weiteres erkennen.
• Stille Infektion: Die RoT kann manipuliert werden, indem bösartiger Code als legitim validiert wird. Ein gesamtes System kann weiterhin so funktionieren, als wäre es normal.
• Gefährdet Millionen auf einmal: Die Ausnutzung einer einzigen Sicherheitslücke in einem weit verbreiteten Hardware-Chip kann Millionen von Geräten gefährden.

Welche Arten von Root-of-Trust-Angriffen gibt es?

Die verschiedenen Arten von Root-of-Trust-Angriffen (RoT-Angriffen) zielen auf den grundlegenden Vertrauensanker ab, der kryptografische Schlüssel, Bootprozesse, Firmware und Hardwarekomponenten in digitalen Systemen sichert. Die wichtigsten RoT-Arten werden im Folgenden erläutert:

1. Angriffe durch physische Manipulation

Cyberkriminelle verschaffen sich Zugang zu einem Gerät und manipulieren dessen Hardware oder Firmware. Dies umfasst Methoden wie Seitenkanalanalyse, Fehlereinschleusung oder das physische Auslesen von in den TPMs gespeicherten Schlüsseln.

2. Firmware-Angriffe

Bei einem Firmware-Angriff wird die Firmware eines Geräts angegriffen. Dabei handelt es sich um eine Software, die dem Gerät (Computer, Smartwatch oder Smartphone) mitteilt, wie es beim Einschalten zu funktionieren hat.

Bei einem Firmware-Angriff nutzen Cyberkriminelle Schwachstellen in der Firmware aus, installieren Schadsoftware und übernehmen die Kontrolle über die gesamte Hardware. Da herkömmliche Antivirensoftware die Firmware selten scannt oder überwacht, sind solche Cyberangriffe schwer zu erkennen.

3. Angriffe auf die Lieferkette

Bei Angriffen auf die Lieferkette werden die Schwachstellen einer Organisation ausgenutzt. Dazu können interne oder externe Schwachstellen wie Software, Hardware oder Geschäftsabläufe gehören.

Aus Sicht der Cybersicherheit bedeuten Angriffe auf die Lieferkette die Manipulation von Abhängigkeiten wie Open-Source-Bibliotheken oder Drittanbietern, um in das System der Organisation einzudringen.

4. Seitenkanalangriffe

Seitenkanalangriffe (SCA) sind eine Sicherheitslücke, bei der Hacker Geheimnisse aus einem System oder Chip extrahieren. Dies geschieht durch Ausnutzen indirekter Informationslecks von Vertrauensankerelementen wie Ausführungszeit, Versorgungsstrom und elektromagnetischer Strahlung.

SCA zielt nicht direkt auf einen Code ab; vielmehr versucht es, Daten indirekt zu sammeln oder ein Programm zu manipulieren. Kriminelle knacken Verschlüsselungen, indem sie versehentlich von einem System preisgegebene Daten ausnutzen.

Der Transient Electromagnetic Pulse Emanation Standard (TEMPEST), auch bekannt als Van-Eck-Phreaking-Angriff, ist beispielsweise eine Art SCA, bei der die vom Computer abgestrahlte elektromagnetische Feldstrahlung überwacht wird, um die Daten vor der Verschlüsselung zu überprüfen.

5. Man-in-the-Middle (MITM)-Angriffe

Man-in-the-Middle-Angriffe Dies umfasst das Abfangen jeglicher Art von Daten zwischen zwei beliebigen Parteien. In diesem Fall betrifft es die Kommunikation zwischen RoT und anderen Systemkomponenten wie Anwendungen, E-Mails oder Webbrowsern.

6. Angriffe zur Schlüsselextraktion oder -duplizierung

Angriffe zur Schlüsselextraktion oder -duplizierung beinhalten das Stehlen, Kopieren oder den Missbrauch der vertraulichen kryptografischen Schlüssel, die durch den RoT geschützt sind.

Diese Schlüssel sind unerlässlich für die Benutzerauthentifizierung, die sichere Kommunikation und den Datenschutz in Geräten wie IoT-Geräten, Servern und Computern.

Warum sind RoT-Angriffe so schwer abzuwehren?

Die Abwehr von RoT-Angriffen kann aus folgenden Gründen bekanntermaßen äußerst schwierig sein:

• Komplizierte Systeme/Architekturen: Softwareentwickler, Hardwareingenieure, Lieferanten und Lieferketten überschneiden sich häufig, was zu einer fragmentierten Verantwortlichkeit führt.
• Unsichtbarkeit: Diese Angriffe finden unterhalb der Sichtbarkeitsgrenze statt, sodass die Überwachungstools sie beim ersten Scan nicht erkennen können – bis es zu spät ist.
• Kosten der Schadensbegrenzung: Der Austausch schwacher oder kompromittierter Software und Hardware gilt im Vergleich zur Behebung von Softwarefehlern als teuer.

Wie lassen sich Root-of-Trust-Angriffe vermeiden?

Hier finden Sie bewährte Strategien zur Abwehr von Root-of-Trust-Angriffen für CISOs und Softwareentwicklungsteams.

1. Anmeldeinformationsbindung

• Konventionelles deaktivieren MFA-Methoden wie beispielsweise E-Mail-/SMS-basierte Einmalpasswörter, die nicht an Hardware gebunden sind.
• Gerätespezifische Funktionen aktivieren FIDO2 Anmeldeinformationen bei Identitätsanbietern (IDP) wie Okta, Google Workspace oder Microsoft Entra ID.
• Speichern Sie die Schlüssel in Secure Enclave, TPM oder Pluton.

2. Boot- und Firmware-Sicherheit

• Stellen Sie sicher, dass Verified Boot und Secure Boot auf allen Endpunkten und Systemen aktiviert sind.
• Halten Sie sich an den Rahmen von NIST SP 900-193: Schützen Sie die Firmware der Plattform vor Anomalien, erkennen Sie Anomalien und richten Sie einen Wiederherstellungsprozess ein.
• Aktivieren Sie die Funktion „Gemessener Systemstart“ und leiten Sie die Protokolle an einen vertrauenswürdigen Attestierungsdienst wie Microsoft Defender ATP weiter.

3. Zertifikatsverwaltung und Vertrauensspeicher

• Überwachen Sie kontinuierlich unautorisierte Zertifikate in Vertrauensspeichern wie Windows, Linux oder Mac.
• Planen Sie regelmäßige Scans des Truststores ein und isolieren Sie jegliche Abweichungen.
• Es dürfen nur vom Administrator genehmigte Zertifizierungsstelleninstallationen (CA) zugelassen werden.

4. Sichere Schlüsselverwaltung und -speicherung

Speichern Sie sensible Zugangsdaten und Schlüssel unbedingt in manipulationssicheren, isolierten Hardware-Systemen, die durch Software- und physische Sicherheitsmaßnahmen geschützt sind. Dies hilft, sich vor Klon- oder Schlüsselextraktionsangriffen zu schützen.

5. Mehrschichtige und physische Sicherheitsmechanismen

Entwickeln Sie die Root-of-Trust-Hardware mit Schutzmechanismen gegen Seitenkanalangriffe und physischer Manipulationssicherheit. Mehrschichtige Sicherheit trägt außerdem dazu bei, potenzielle Fehlerquellen zu vermeiden.

Wie hilft miniOrange, RoT-Angriffe abzuschwächen?

Mit Identitäts- und Zugriffsmanagement von miniOrange (IAM) LösungenDank der Unterstützung durch Zero-Trust-Prinzipien lassen sich Root-of-Trust-Angriffe leicht vermeiden.

Durch die Implementierung 15+ MFA Durch Lösungen, zusammen mit kontextbezogenen Zugriffskontrollen und kontinuierlicher Identitätsprüfung, stellt miniOrange sicher, dass nur vertrauenswürdige, authentifizierte und autorisierte Benutzer und Geräte Zugriff auf die vertraulichen Ressourcen erhalten.

Dies trägt dazu bei, Bedrohungen auf Root-Ebene zu reduzieren, wie beispielsweise das Einschleusen von Schadcode in die Firmware, das Extrahieren kryptografischer Schlüssel und das Abfangen von Daten zwischen RoT und anderen Geräten.

Adoption von miniOrange's IAM Die Lösung besteht darin, auf ein mehrschichtiges Verteidigungssystem umzusteigen und eine widerstandsfähige Grundlage gegen die raffiniertesten Cyberrisiken, einschließlich Root-of-Trust-Angriffe, zu schaffen.

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Summieren

Root-of-Trust-Angriffe sind heimtückische Bedrohungen; sie sind raffiniert und stellen daher eine gefährliche Gefahr dar. Sie zielen darauf ab, die Grundlage unserer digitalen Sicherheitsarchitektur anzugreifen und die Verteidigungsebenen zu untergraben.

Daher ist es für die Zukunft unerlässlich, dass Organisationen ihre Systeme auf Chipebene absichern und widerstandsfähige Systeme entwickeln, um Manipulationen auf der Basisebene zu bekämpfen.

Denn letztendlich beginnt die Verteidigung des digitalen Vertrauens bereits an der Wurzel.

FAQ

Welche Hardwaremerkmale gewährleisten die Sicherheit eines Root of Trust?

Dies umfasst in der Regel Manipulationsschutz, isolierte Umgebungen, Widerstandsfähigkeit gegen Seitenkanalangriffe und mehrschichtige Sicherheitsmaßnahmen zur Vermeidung von Ausfallpunkten.

Welche Vorteile bietet Root of Trust?

Die Vorteile von RoT sind:

• Schutz sensibler Daten und Verhinderung unbefugten Zugriffs auf die Systeme
• Unterstützt die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
• Bietet eine skalierbare Basis für die Anpassung an neue Risiken und sich ständig ändernde industrielle Bedürfnisse.

Wie funktioniert die Vertrauensbasis?

Die Vertrauensbasis (Root of Trust, RoT) ist ein sicherer und vertrauenswürdiger Ausgangspunkt, der in Hardware oder Firmware integriert ist und die Grundlage für alle Sicherheitsfunktionen eines Geräts bildet. Beim Einschalten des Geräts überprüft die RoT, ob Firmware und Software authentisch sind und nicht manipuliert wurden, um sicherzustellen, dass nur vertrauenswürdiger Code ausgeführt wird.