Verschlüsselte Datenspeicherung

Wie sollte man die verschlüsselte Datenspeicherung organisieren? Möglichkeiten:

1. Kryptographischer Gerätetreiber (Hard- oder Software): PC-Sicherheitssysteme für MS-Windows/Intel-Maschinen, kryptographisches Filesystem für Unix-Systeme.
   • Ganze Platte oder Partition verschlüsselt.
   • Alternative: Container = große Datei, die als Laufwerk gemountet wird.
2. Datenbank oder Anwendungssoftware mit Verschlüsselungsfunktion: I/O auf der untersten Ebene verschlüsselt, geladene Tabellen und Indexe bereits im Klartext - dadurch keine Behinderung der Datenbank-Funktionen; kann nur vom Hersteller eingebaut werden.
3. Separate Verschlüsselung von Datenfeldern: Nachteil: Verschlüsselte Einheiten zu klein ===> Klartextraten zu leicht, Datenbankfunktionen behindert, z. B. Suche nach Wertebereich.

• Verschlüsselungsverfahren sicher? (»Export-Version«, »Snake Oil«)
• In Anwendung integrierbar?
• Mit vorhandener PKI kompatibel?
• Wie wird das Backup-Recovery-Problem gelöst? (Schutz vor Verlust des Schlüssels, Zielkonflikt zwischen Vertraulichkeit und Verfügbarkeit.)

Kryptographische Treiber

Kryptographische Treiber - welches Verschlüsselungsverfahren?

Anforderungen:

• Schnelles symmetrisches Verfahren (Performanz bei »on-the-fly«-Verschlüsselung wichtig),
• Sicherheit vor Angreifern mit viel Zeit (Daten langfristig gespeichert, viel Material).

Empfehlung also: Triple-DES oder AES.

Kommerzielle Produkte verwenden oft:

• DES (einfach),
• »modifizierten DES« (bei Software-Lösungen, aus Performanz-Gründen),
• Bitstrom-Verschlüsselung mit periodischem Schlüssel.

Kryptographische Filesysteme

und einige kommerzielle Angebote, z. B.

• PGPdisk, ScramDisk (als DriveCrypt) und Steganos sind auch in kommerziellen Versionen erhältlich,
• die CryptCard und andere Produkte von CE-Infosys.
• Verschiedene Produkte von Utimaco.
• BestCrypt von Jetico

In Linux lässt sich ein kryptographisches Filesystem im Kern aktivieren, siehe hier oder The Linux Encryption-HOWTO Homepage.

In Windows NT/2000 und XP lässt sich ebenfalls ein kryptographisches Filesystem, EFS, aktivieren, allerdings nur auf NTFS-Partitionen, und der Administrator hat einen Generalschlüssel. Dieses Feature heißt »Built in Data Recovery«, und der Administrator ist »Default Recovery Agent«. Außerdem verwendet EFS standardmäßig nur 56-Bit-DES.

Apple OS X: Disk Copy mit AES.

CFS - das Referenzmodell

Matt Blaze: A Cryptographic File System for Unix. First ACM Conference on Communications an Computing Security, Fairfax, VA, November 3-5, 1993 [Download als PDF].

Methode: Einbau der Verschlüsselung in einen NFS-Dämon. Der Systemaufruf der Dateisystem-Schnittstelle wird über einen NFS-Dämon geleitet, der die Verschlüsselung vornimmt - auch bei lokalen Dateizugriffen.

Verschlüsselte Verzeichnisse werden mit dem mount-Kommando zugänglich gemacht; dabei wird ein Passwort abgefragt, das in den kryptographischen Schlüssel umgewandelt wird.

Performanz (1993)

CFS lokal ist ähnlich schnell wie Klartext-NFS im lokalen Netz.

CFS ist unter realistischen Bedingungen 50 - 100 % langsamer als gewöhnliche Dateizugriffe.

Mit heutigen Prozessor-Leistungen ist ein kryptographisches Filesystem mit keinerlei merkbaren Performanz-Einbußen behaftet.

CFS - Diskussion