Exploit

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Ein Exploit (englisch to exploit ‚ausnutzen‘) ist in der elektronischen Datenverarbeitung eine systematische Möglichkeit, Schwachstellen auszunutzen, die bei der Entwicklung eines Programms nicht berücksichtigt wurden. Dabei werden mit Hilfe von Programmcodes Sicherheitslücken und Fehlfunktionen von Programmen (oder ganzen Systemen) ausgenutzt, meist um sich Zugang zu Ressourcen zu verschaffen oder in Computersysteme einzudringen, bzw. diese zu beeinträchtigen. Ein Exploit eines Hackers ist mit der Brechstange eines Einbrechers vergleichbar: beide verschaffen sich damit Zugang zu Dingen, für die sie keine Berechtigung besitzen.

Allgemeines[Bearbeiten]

Ein Exploit wird oft auch nur zum Aufzeigen einer Sicherheitslücke entwickelt und dokumentiert. Damit soll erreicht werden, dass Softwarehersteller eine Sicherheitslücke schneller erkennen und schließen können. Oft bezeichnet man die reine Beschreibung eines Exploits bereits als Exploit.

Exploits machen sich zum Beispiel die Tatsache zunutze, dass Computer mit Von-Neumann-Architektur, das sind nahezu alle Heim- und Bürorechner, nicht zwischen Programmcode und Nutzdaten unterscheiden. So wird zum Beispiel bei einem Pufferüberlauf der Code des Angreifers in einen nicht dafür vorgesehenen Speicherbereich geschrieben, wodurch die Ausführung der Anwendung manipuliert werden kann. Eine andere Möglichkeit sind Formatstring-Angriffe, bei denen ungefiltert Benutzereingaben an Formatierungsfunktionen wie printf() übergeben werden. Ein Angreifer kann oft einen eigenen Code zur Ausführung bringen, der ihm beispielsweise eine Shell mit den Privilegien der ausgenutzten Anwendung liefert.

Exploit Arten[Bearbeiten]

Man bezeichnet Exploits zumeist wie folgt:

  • Lokale Exploits
  • Remote-Exploits
  • DoS-Exploits
  • Command-Execution-Exploits
  • SQL-Injection-Exploits
  • Zero-Day-Exploits

Aspekt Angriffsart[Bearbeiten]

Lokale Exploits[Bearbeiten]

Lokale Exploits können beim Öffnen an sich scheinbar völlig harmloser Dateien (zum Beispiel Bilddateien) aktiviert werden, sofern die dem Dateityp zugeordnete Anwendung durch fehlerhafte bzw. unsaubere Verarbeitung der Datei eine Sicherheitslücke aufweist. Meistens versucht ein Exploit (beispielsweise in einem PDF-Dokument[1][2][3] oder als Makro in einer Word- oder Excel-Datei) zunächst, Sicherheitslücken in dem Programm auszunutzen, mit dem die Datei eingelesen wurde, um dadurch eine höhere Privilegienstufe zu erreichen und so schädlichen Code in das Betriebssystem zu laden und auszuführen. Die eigentliche Aktion, die der Exploit ausführt, bezeichnet man als Payload (deutsch: Nutzlast). Bei vielen Exploit-Frameworks (etwa Metasploit) kann die Payload separat konfiguriert werden. Sie kann allerdings auch fest im Exploit verankert sein.

Remote-Exploits[Bearbeiten]

Eine aktive Form des Exploits sind Angriffe aus dem Internet mittels manipulierter Datenpakete oder spezieller Datenströme auf Schwachstellen in Netzwerksoftware. Solche Exploits werden mitunter auch als Remote-Exploits bezeichnet.

Denial of Service-Exploits[Bearbeiten]

Meist sind die ersten für eine bekanntgewordene Sicherheitslücke veröffentlichten Exploits sogenannte DoS-Exploits, die zwar die betroffene Anwendung überlasten, allerdings keine Ausführung von fremdem Programmcode und keine Privilegien-Eskalation beinhalten.

Command-Execution-Exploits[Bearbeiten]

Command-Execution-Exploits kennzeichnen das Merkmal einer vom Angreifer steuerbaren Ausführung von Programmcode auf dem Zielsystem. Um ein solches Exploit erfolgreich zur Ausführung bringen zu können, muss der Programmierer über diverse Eigenheiten der Aufteilung des Speichers der Zielanwendung Bescheid wissen. Dieses Wissen bezieht er durch offene Quellen des Programmcodes oder durch bloßes Testen. Er muss seinen Code geschickt platzieren, um ihn zur Ausführung bringen zu können. Command-Execution-Exploits sind zumeist sehr gefährlich, da die betroffenen Anwendungen meist über erhebliche Rechte auf dem System verfügen und der Code des Angreifers mit ebendiesen Rechten gestartet wird.

SQL-Injection-Exploits[Bearbeiten]

SQL-Injection-Exploits sind eine spezielle Art von Exploits und finden hauptsächlich Einsatz bei Webanwendungen, die eine SQL-Datenbank nutzen, da sie über das Internet sehr leicht zugänglich sind, sie können jedoch prinzipiell für jede Anwendung, die auf eine SQL-Datenbank zugreift, eine Gefahr darstellen.[4] Hierbei werden Anfragen in einer Schichtenarchitektur so gestellt, dass die fehlerhaft bzw. unsauber arbeitende Präsentationsschicht Daten zurückliefert oder schreibt, die sie weder für den Lesezugriff oder den Schreibzugriff verfügbar machen sollte. Beispielsweise können Eingaben in einem Loginformular so gestaltet werden, dass die betroffene Anwendung einen ungültigen Benutzer dennoch erfolgreich einloggt oder es können gezielt Datenfelder aus der Datenbank ausgegeben werden um z.B. die Passwörter oder E-Mail Adressen aller registrierten Benutzer auszugeben.[5] Werden Benutzereingaben in Programmoberflächen nicht ausreichend auf Gültigkeit geprüft (z.B. dass sie keine SQL Kommandos, und auch keine Teile davon, enthalten) und gefiltert, kann eine SQL-Injection Lücke entstehen.[6]

Beispiel[Bearbeiten]

Über eine SQL-Injection Lücke konnte im Oktober 2014 auf das Playstation Networks von Sony zugegriffen werden um dort Kundendaten auszulesen.[7]

Aspekt Zeitabstand[Bearbeiten]

Zero-Day-Exploit[Bearbeiten]

Zero-Day-Exploit nennt man einen Exploit, der eingesetzt wird, bevor es einen Patch als Gegenmaßnahme gibt. Entwickler haben dadurch keine Zeit („null Tage“ englisch zero day), die Software so zu verbessern, dass der Exploit unwirksam wird, um so deren Nutzer zu schützen. Entdeckt eine Person eine Sicherheitslücke und meldet sie nicht dem Software-Hersteller, sondern entwickelt stattdessen einen Exploit, um diese auszunutzen, so wird die Schwachstelle der Software oft erst lange nach dem ersten Angriff bekannt.[8] Von Hackern werden Zero-Day-Exploits oft lange geheim gehalten, damit sie weiterhin ausgenutzt werden können. Unter der Hand werden Zero-Day-Exploits auch, je nach Komplexität, Umfang und Marktwert des betroffenen Systems, unter Hackern gehandelt oder den Herstellerfirmen zu hohen Summen angeboten.[9] Insbesondere seit staatliche Organe sich auch auf offensive Szenarien in einem Cyberwar vorbereiten, tritt auf dem Markt für Zero-Day-Exploits die Situation auf, dass legale staatliche und privatwirtschaftliche Akteure ein Interesse haben, Exploits zu kennen, um einerseits durch die Veröffentlichung von Patches Systeme abzusichern. Gleichzeitig haben dieselben oder im gleichen Auftrag handelnden Akteure das Bestreben, Exploits geheim zu halten, um sie für Angriffe auf feindliche Systeme nutzen zu können.[10]

Ein Angriff über einen Zero-Day-Exploit wird als Zero-Day-Attacke bezeichnet. Zero-Day-Attacken sind gefährlich, weil sie eine neue Sicherheitslücke ausnutzen, bevor für die betroffenen Systeme Patches bereitstehen.

Vorbeugend versuchen Experten mit verschiedenen Testmethoden, Sicherheitslücken im Voraus aufzuspüren und dem Software-Hersteller aufzuzeigen. Dies wird aber in Fachkreisen meist heftig kritisiert, da sich die Tester oftmals nicht im legalen Rahmen bewegen oder gegen Richtlinien von Herstellern verstoßen.[11]

Beispiele[Bearbeiten]

  • Zero-Day-Exploits treten immer häufiger auf, im August 2012 erschien beispielsweise ein Exploit[12], der mit einem (vergleichsweise einfachen) Trick den Security-Manager von Java abschaltete und so beliebige Programme starten konnte.[13][14]
  • Fast alle Windows-Versionen waren im Oktober 2014 von einer Zero-Day-Lücke betroffen, die bei Bekanntwerden dieser bereits von Angreifern mit einem Exploit ausgenutzt wurde, der eine Schwachstelle in Microsoft-Office-Dokumente eingebettete OLE-Objekte ausnutzte um Schadcode zur Ausführung zu bringen.[15]
  • Es gab im November 2014 Hinweise darauf, dass der BND Zero-Day-Exploits ankaufen möchte, um SSL-Verschlüsselungen abzuhören. Voll funktionsfähige Zero-Day-Exploits von noch unbekannten Schwachstellen würden, laut Schätzungen von Insidern, bis zu 100.000 Dollar kosten, wenn sie sich in weit verbreiteter Software, wie Internet Explorer, Flash, Android oder iOS befänden. Es wird vermutet, dass für den Ankauf (unter dem Codenamen „Swop“) im Jahr 2015 bis zu 4,5 Mio. Euro bereitgestellt werden. Dies würde den Schwarzmarkt zusätzlich anheizen und wird deshalb kritisiert.[16]
  • Der Präsidiumsarbeitskreis „Datenschutz und IT-Sicherheit“ der Gesellschaft für Informatik kritisierte, dass das BSI Zero-Day-Exploits zwar sammeln solle, sie aber nicht zu veröffentlichen brauche. Durch die Nichtveröffentlichung wären deutsche Unternehmen und Privatpersonen IT-Angriffen schutzlos ausgeliefert, es drohten Verluste der Unternehmen in Milliarden-Euro-Höhe.[17]

Gegenmaßnahmen[Bearbeiten]

Es gibt keine technischen Lösungen. Oft wird der Speicherschutz als eine solche genannt, das ist jedoch nicht korrekt, denn eingefrorene Speicher können mit verschiedenen Programmen ausgelesen werden. Ebenso kann mittels Intrusion-Detection-Systemen ein Angriff auf Basis bestehender Funktionalitäten festgestellt oder mittels Intrusion-Prevention-Systemen auch verhindert werden; ein solches System schützt indessen ebenso wenig gegen das Ausnutzen eines systematischen, unbekannten Fehlers in einer Software. Das Grundproblem ist oft unsaubere Programmierung (z. B. durch die Verwendung von hängenden Zeigern) oder, noch schwerer zu entdecken, ein systematischer, meist sehr komplexer Fehler in der Architektur des Programms oder eines ganzen Systems. Die einzige Lösung für solche Probleme wäre, die durch Verarbeitungsfehler entstehenden Sicherheitslücken schon bei der Entwicklung zu vermeiden, was bei heutigen Systemen aber praktisch unmöglich ist. Managed Code bietet einen gewissen Schutz; so werden zum Beispiel Pufferüberläufe effektiv verhindert. Dies ist aber nur eine Teillösung der Gesamtproblematik. Komplexe Systeme, die von unterschiedlichen Herstellern und Sublieferanten zusammengefügt werden, bestehen aus vielen Schichten von Hard- und Software, was die Schwachstellensuche während der Entwicklung enorm erschwert. Deshalb wird dann meist noch im Betrieb, weit nach der Beta-Phase, die Suche nach Schwachstellen fortgeführt. Existenziell wichtig ist diese Suche bei extrem kritischen Systemen, bei denen Menschenleben auf dem Spiel stehen, z. B. bei Autos, Zügen, Flugzeugen und Schiffen, die alle Software enthalten (meist in Form von Firmware), welche prinzipiell angegriffen werden kann.

Beispiel[Bearbeiten]

Auf der Blackhat 2014 wurde die Hackbarkeit von 21 aktuellen Fahrzeugen untersucht. Das Ergebnis: Bluetooth-Sender, Funksignale der Zentralverriegelung, Alarmanlagen, Reifendruckkontrollsysteme, Internetverbindungen und Infotainment-Apps seien als Zugang besonders gefährdet, es bestehe die Gefahr, dass das Auto von Hackern ferngesteuert werden könnte.[18][19]

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Tatort Internet - PDF mit Zeitbombe - Heise Security. Abgerufen am 15. Februar 2013.
  2. PDF Exploit für Adobe Reader. Anonym. Abgerufen am 16. Februar 2013.
  3. Virustotal-Analyse des Exploits. Abgerufen am 16. Februar 2013.
  4. SQL Injection. PHP.net. Abgerufen am 19. August 2011.
  5. "Deutlicher Anstieg der SQL-Injection-Angriffe". In: „Heise Security“. Abgerufen am 14. Januar 2015.
  6. "Giftspritze". In: „Heise Security“. Abgerufen am 14. Januar 2015.
  7. "Sicherheitslücke erlaubt Zugriff auf Sony-Kundendaten". In: „Golem.de“. Abgerufen am 14. Januar 2015.
  8. Zero-Day-Exploit. In: „Viruslist.com“. Abgerufen am 18. November 2011.
  9. The legitimate vulnerability market (PDF; 289 kB) Independent Security Evaluators, Charles Miller. Abgerufen am 18. November 2011.
  10. Tom Simonite: Welcome to the Malware-Industrial Complex, MIT Technology Review, 13. Februar 2013
  11. Metasploit schreibt Kopfgeld auf Exploits aus. Heise. Abgerufen am 18. November 2011.
  12. http://pastie.org/4594319
  13. "Vulkanausbruch auf Java -Java-0-Day-Exploit unter der Lupe". In: „Heise Security“. Abgerufen am 14. Januar 2015.
  14. "Java 0day analysis (CVE-2012-4681)". In: „Immunity Products“. Abgerufen am 7. Februar 2013.
  15. "Zero-Day-Lücke in Windows". In: „Heise Security“. Abgerufen am 24. Oktober 2014.
  16. "SSL abhören: Kritik an BND-Plänen zu Zero-Day-Exploits". In: „Heise Security“. Abgerufen am 11. November 2014.
  17. "IT-Sicherheitsgesetz schafft Unsicherheit". In: „Gesellschaft für Informatik“. Abgerufen am 19. November 2014.
  18. "Black Hat: Angriffe auf Flugzeuge, Züge und Autos". In: „Kaspersky lab daily“. Abgerufen am 25. November 2014.
  19. "Hacker-Angriffe auf Autos - Fernsteuerung per Laptop: Diese Automodelle sind leicht zu manipulieren". In: „Focus“. Abgerufen am 4. Dezember 2014.