Daten sicher aufbewahren mit RA-WEBs Technologie

In der Zeit des Internets ist Datendiebstahl ein riesiges Problem. Hacker und interne Bedrohungen können ernsthafte Schwierigkeiten für Unternehmen und Nutzer bringen. Wie können wir also unsere Daten schützen? Da kommen die Trusted Execution Environments (TEEs), eine coole Technologie, die sichere Bereiche auf Computern einrichtet, um Daten und Code zu schützen.

Unternehmen fangen an, TEEs für Cloud-Dienste zu nutzen, was super ist für Dinge wie sichere Datenprotokollierung und den Schutz von Nutzeranfragen. Ein cooles Feature von TEEs ist die Remote Attestation (RA), die überprüft, ob ein TEE echt ist. Leider unterstützen Browser dieses Feature nicht von Haus aus, was die Sache kompliziert und riskant machen kann.

Um das zu lösen, haben wir ein neues Protokoll namens RA-WEBs entwickelt. Es passt perfekt zu den aktuellen Web-Tools und macht es einfach, RA in bestehenden Browsern zu nutzen. Wir haben die Sicherheit des Systems untersucht und festgestellt, dass es gut gegen verschiedene Bedrohungen standhält.

#Datenschutzverletzungen: Ein wachsendes Problem

Datenschutzverletzungen sind in den letzten Jahren zu einem grossen Thema geworden. 2023 gab es allein in den USA über 3.000 gemeldete Datenschutzverletzungen. Die Kosten steigen auch, mit einem Durchschnitt von fast 5 Millionen Dollar pro Vorfall. Meistens sind Hacker von aussen die Täter, aber auch Insider können Schaden anrichten.

Manchmal könnte ein Dienst Daten an Aussenstehende weitergeben, oder ein unzufriedener Mitarbeiter könnte Informationen stehlen. Das macht es unerlässlich, die Nutzerdaten vor allen zu schützen, sogar vor den Unternehmen, die den Dienst anbieten.

#Trusted Execution Environments: Der Silberstreif am Horizont

TEEs sind ein heisses Thema in der Sicherheit, weil sie isolierte Umgebungen schaffen, die Daten vor verschiedenen Bedrohungen schützen. RA ist ein wichtiges Feature, mit dem Nutzer die Integrität eines TEEs bestätigen können. Mit dem Aufstieg des vertraulichen Rechnens in der Cloud werden TEE-fähige Anwendungen immer beliebter, besonders für Web-Dienste, die die Privatsphäre der Nutzer respektieren.

Einige Beispiele für diese Dienste sind:

• Datenschutzfreundliche LLM-Inferenz: Nutzeranfragen schützen.
• Datenschutzfreundliches DNN-Training: Trainingsdaten im Deep Learning schützen.
• Datenschutzfreundliches Fragebogensystem: Nutzerantworten in Umfragen schützen.
• Nicht abstreitbarer Logger: Nutzer-Dienst-Kommunikationen zur Rechenschaftsführung nachverfolgen.

#Die Kompatibilitätsherausforderung

Trotz all dieser Vorteile hat die Nutzung von TEE-fähigen Web-Diensten einen Nachteil: die Kompatibilität. RA kann die Sache kompliziert machen, weil Browser es nicht nativ unterstützen. Einige frühere Lösungen erforderten, dass Nutzer zusätzliche Software installieren, was viele vermeiden.

Eine Umfrage zeigte, dass über 50% der Nutzer einen Dienst überdenken würden, wenn er die Installation zusätzlicher Software erfordert. Ausserdem kann diese zusätzliche Software zu Datenschutzrisiken führen. Einige könnten argumentieren, dass wir warten sollten, bis Browser RA integrieren, aber das ist ein Risiko, weil nicht alle Browser dafür offen sind.

#Unser Ansatz: RA-WEBs

Motiviert durch diese Herausforderungen haben wir RA-WEBs entwickelt. Dieses neue Protokoll ermöglicht die Überprüfung von RA, ohne dass Nutzer zusätzliche Software installieren müssen. Es fügt sich gut in das aktuelle Web-Ökosystem ein, indem es bestehende Web-Tools nutzt.

Unser Design hat zwar Herausforderungen, da die Integration von RA in das Web-Framework nicht so einfach ist, wie es scheint. Wir haben spezifische Probleme identifiziert und solide Lösungen bereitgestellt.

#Systemübersicht

#Schlüsselakteure im System

• Nutzer: Die Person, die den Dienst nutzt.
• Dienst: Das Unternehmen, das den Web-Dienst betreibt.
• TA (Trusted Application): Läuft innerhalb eines TEE als Web-Server.
• Verifier: Die Entität, die die Beweise überprüft.
• CA (Zertifizierungsstelle): Gibt Dienstzertifikate aus.
• CT-Protokolle: Verfolgen alle Dienstzertifikate.
• CT-Monitor: Überwacht CT-Protokolle auf Zertifizierungsänderungen.

#Vertrauen und Sicherheit

In unserem System sollen die Nutzer dem TEE, der CA, den CT-Protokollen und dem CT-Monitor vertrauen, während der Dienst und der Verifier unzuverlässig sein könnten. Nutzer müssen grundlegende Sicherheitspraktiken befolgen, wie die Überprüfung der Website, auf der sie sind, und sicherstellen, dass ihre Kommunikation sicher ist.

Unser Bedrohungsmodell beinhaltet, dass weder der Dienst noch der Verifier auf die Daten der Nutzer zugreifen oder Anfragen manipulieren können.

#Vorgeschlagene Lösungen

#Vorläufige Lösungen

Wir haben mehrere potenzielle Lösungen für die Integration von RA in Web-Dienste diskutiert, aber jede hatte ihre Mängel. Zum Beispiel ist es nicht ideal, von den Nutzern zu verlangen, Browser-Erweiterungen zu installieren. TLS für RA zu erweitern wäre toll, wenn es nicht noch in der Diskussion wäre.

Einen Proxy-Server für RA zu nutzen, ist eine weitere Option, aber diese Methode erfordert volles Vertrauen in den Proxy, was problematisch sein kann.

#Konzeptuelles Design

Unsere Lösung umgeht die Schwächen vorheriger Methoden, indem sie überprüfbare Beweise auf eine benutzerfreundliche Weise liefert. Die TA sendet Beweisstücke an den Verifier, der diese überprüft und die Ergebnisse an den Nutzer zurücksendet. Der Nutzer entscheidet, ob er auf Grundlage dieser Überprüfung fortfahren möchte.

#Implementierungsdetails

#Die Phasen des Protokolls

1. Bereitstellung: Die TA initialisiert und sendet Parameter an den Verifier zur Überprüfung.
2. Kommunikation: Der Nutzer überprüft die Authentizität der TA über die Website des Verifiers, bevor er mit der TA interagiert.
3. Überwachung: Der Verifier beobachtet CT-Protokolle auf böswillige Aktivitäten.

#Sicherheitsmassnahmen

Um die Sicherheit zu gewährleisten, haben wir viele starke Sicherheitschecks implementiert. Unsere gründliche Bewertung hat gezeigt, dass das System gegenüber einer Vielzahl von Angriffen sicher ist.

#Usability-Analyse

#Einfach halten

Die Nutzererfahrung ist entscheidend für den Erfolg von RA-WEBs. Wir haben potenzielle Reibungspunkte untersucht, wie die Notwendigkeit, den Verifizierungsstatus der TA zu überprüfen. Die meisten dieser Aufgaben sind jedoch für die Nutzer nicht übermässig belastend.

#Kollektive Code-Prüfung

Wir erkennen an, dass das Überprüfen von Quellcodes einschüchternd sein kann, besonders für nicht-technische Personen. Um dem entgegenzuwirken, verlassen wir uns auf das Fachwissen technikaffiner Nutzer, um TA-Codes zu überprüfen und die Integrität des Systems sicherzustellen.

#Offenheit und Browser-Anforderungen

Damit alles richtig funktioniert, müssen Browser die Standard-Web-Sicherheitsfunktionen unterstützen. Die meisten beliebten Browser bieten diese Funktionen derzeit an oder planen, sie hinzuzufügen.

#Alternative Benachrichtigungsmethoden

Neben dem integrierten Benachrichtigungssystem können wir auch E-Mail-Benachrichtigungen für Nutzer unterstützen, die alternative Wege zur Benachrichtigung bevorzugen.

#Fazit

RA-WEBs bietet einen neuen und benutzerfreundlichen Ansatz, um Web-Dienste sicher zu halten, ohne dass Nutzer durch Umwege gehen müssen. Unsere Proof-of-Concept-Implementierung ist bereit für den sofortigen Einsatz und zeigt, dass wir robuste Sicherheit aufrechterhalten können, ohne unnötige Belastungen für die Nutzer zu schaffen.

Wenn wir in die Zukunft schauen, werden wir dieses Protokoll weiter verfeinern und Wege erkunden, um seine Akzeptanz in verschiedenen Umgebungen zu erhöhen.

#Zukünftige Arbeiten

In Zukunft planen wir, weitere Möglichkeiten zu erkunden, unsere Implementierung zu erweitern und das System in realen Anwendungen einzuführen, wobei wir uns kontinuierlich den sich ändernden Bedürfnissen der Web-Sicherheit anpassen.

Das ist ein vereinfachter Leitfaden, um Remote Attestation für Web-Dienste zu verstehen, der sich auf die Notwendigkeit von Sicherheit in Web-Umgebungen, die Vorteile der Nutzung von TEEs und die innovative Lösung konzentriert, die wir entwickelt haben, um aktuelle Herausforderungen zu bewältigen. Halte deine Daten sicher und dein Surfen angenehm!