Präsentation zum Thema „IKT-Trends und deren Bedeutung für eHealth“, gehalten von Prof. Claudia Eckert im September 2012

1. IT-Sicherheit
IKT-Trends und deren Bedeutung für eHealth
Claudia Eckert
Fraunhofer AISEC, München
TU München, Lehrstuhl für Sicherheit in der Informatik
1

2. Agenda
1. IKT Trends
2. Sicherheitsbedrohungen
3. Lösungsansätze
4. Take Home Message und Diskussionsanregungen

3. Agenda
1. IKT Trends
2. Sicherheitsbedrohungen
3. Lösungsansätze
4. Take Home Message und Diskussionsanregungen

4. 1. IKT Trends
Cy ber Phy s ical S y s tem s (CPS )
 Offene, vernetzte, Internet-basierte Systeme
 Vernetzung von Menschen, Geräten
physischen Objekten, Diensten
Beis piele für CPS
 Smart Grid, Smart City, Auto, Produktion
Mobile Endgeräte, m obiles Internet:
 iOS und Android-basierte Geräte
 Always on, Access anywhere

5. 1. IKT Trends
Cloud-bas ierte Diens te
 eMails, Kalender, Speicherdienste (Bilder, Dokumente,…)
 gemeinsame Dokumentenbearbeitung im Web:
z.B. mit Google Docs, Dropbox
Cons um erization of IT
 Was ist das?
Neue IKT Technologien, die sich zunächst auf dem
Konsumentenmarkt etablieren, dringen in Organisa-
tionsstrukturen vor.
 Soziale Netze, BYOD: Vermischung privat/geschäftlich

6. 1. IKT Trends und deren Bedeutung für eHealth
Cy ber-Phy s ical S y s tem
 eHealth System ist ein CPS!
Mobile Endgeräte &
Cons um erization is t Realität
 Tablet, Laptops, Smartphones
Cloud-Diens te
 Cloud4Health Projekte
z.B.. Patientenakte in
Cloud4Health (BMWi)

7. Agenda
1. IKT Trends
2. Sicherheitsbedrohungen
3. Lösungsansätze
4. Take Home Message und Diskussionsanregungen

8. 2. Sicherheitsbedrohungen: allgemein
Cy ber-Angriffe s ind attraktiv für Angreifer
 Angriffe aus Distanz,
kein Risiko durch Vor-Ort-Präsenz
 Geringes Entdeckungsrisiko
u.a. durch Verschleierung von Spuren
 Hohe Effizienz und Effektivität
durch parallele Angriffe, u.a. Cloud als Tatwaffe
 Tatwaffe Internet ist permanent von überall verfügbar
 Große Gewinne sind erzielbar
Cyber Crime als Geschäftsmodell, z.B. SPAM über Botnetze:
10.000 $ pro Tag, Miete ab 10$ pro Woche für 50.000 -100.000 Bots

9. 2. Sicherheitsbedrohungen: allgemein
Aktuelle Cyber-Gefährdungen und Angriffsformen
Register des BSI, 2012
 Gezieltes Hacking von Webservern mit dem Ziel der Platzierung von
Schadsoftware oder zur Vorbereitung der Spionage in angeschlossenen Netzen oder
Datenbanken
 Ungezielte Verteilung von Schadsoftware mittels SPAM oder Drive-by-Exploits mit
Fokus auf Identitätsdiebstahl
 Drive-by-Exploits zur breitflächigen Infiltration von Rechnern mit Schadsoftware
beim Surfen mit dem Ziel der Übernahme der Kontrolle des betroffenen Rechners
 Distributed Denial of Service-Angriff mittels Botnetzen mit dem Ziel der Störung der
Erreichbarkeit von Webservern oder der Funktionsfähigkeit der Netzanbindung der
betroffenen Institution
 Gezielte Malware-Infiltration über E-Mail und mithilfe von Social Engineering mit
dem Ziel der Übernahme der Kontrolle über den betroffenen Rechner und
anschließender Spionage

10. 2. Sicherheitsbedrohungen: speziell
Software
Beis piel: Web-Anwendung (siehe BSI Register)
 Problem : Programmierung
Einschleusen von Viren, Trojanern
 Problem : mangelhafte Kontrollen
unerlaubte Datenzugriffe, Identitätsdieb-
stahl, Identitätsmissbrauch
Heraus forderungen:
 Zuverlässige Abschottungen (Kaskadeneffekte unterbinden)
 Selbst-Überwachung (Aufbau eines ‘Immunsystems’)
 Autonome Reaktion (kontrollierte ‘Selbst-Heilung’ )

11. 2. Sicherheits-Bedrohungen: speziell
Mobile Endgeräte, BYOD
Verlust des Gerätes:
 Zugriff auf sensible Daten auf dem Gerät
 Missbrauch von Identifizierungsdaten
Download von bösartigen Apps:
 Ausspionieren, Manipulieren von Daten
Private und berufliche Nutzung:
 Fehlender Zugangsschutz, sorgloser Umgang,
Privatsphäre
Heraus forderungen
 Sichere, vertrauenswürdige Ausführungsumgebung
 Sichere Identität

12. 2. Sicherheits-Bedrohungen: speziell
Cloud-Computing
Kontrollverlust
 Wo sind die Daten,
 Wer hat Zugriff,
 Wie werden Datenschutz-
auflagen eingehalten, …
Heraus forderungen:
 Zertifizierte Cloud-Angebote
 Monitoring: Einhaltung rechtlicher, organisatorischer Vorgaben
 Providerwechsel ermöglichen, „Lock-In“-Effekt verhindern
 Integration der Cloud-Services in unternehmenseigene Prozesse

13. Zwischenfazit
Risken und Anforderungen an den eHealth-Bereich
 Identitätsdiebstahl und Identitätsmissbrauch, Fraud
Vertrauenswürdige ID-Token: eGK, HBA
 Unsichere Endgeräte: PCs, Smartphones, Tablets
Sicherer Speicher (eGK, Server), abgesichertes (mobiles) Endgerät
 Unsichere Cloud (für Patientenakte, Bilder, Artzbrief etc.)
Zertifizierte Health-Cloud Angebote, Anbieter ( vgl. DATEV-
’Modell’ )
 Fehlende Vertrauensanker (Hardware und Software)
Hardware Sicherheitsmodule (vgl. Smart Meter), geprüfte App (vgl
nPA)
 Unsichere Anwendungen
Test-Framework für Health-Apps, Security as a Service für eHealth

14. Stand der Forschung
Lösungsansätze mit Potential für
eHealth-Domäne

15. 3. Lösungsansätze
Hardware-Sicherheitsmodule
Ziel: Angriffsresistenz, Sicherer Speicher,
Sicherheitsfunktionen
Lös ungs ans ätze
 Seitenkanal-resistente(re)
Microcontroller:
 Skalierende, preiswerte Lösungen:
spezielle FPGAs, ASICs, JavaCard-
basiert
 Leichtgewichtige Kryptoverfahren (ECC)
 Unfälschbare Identität: PUF
 Sichere Multi-Core Architekturen
Beis piele: SmartMeter, Automotive

16. 3. Lösungsansätze
Software-Architekturen
Ziel: Selbstüberwachende Software-Systeme,
insbesondere auch mobile Endgeräte,
Tablets, Laptops
Lös ungs ans ätze:
 Virtualisierung: Isolierung von kritischen
z.B. Apps
Anwendungen
z.B. Android
 Monitor-Komponente im Hypervisor
Plattform
(VMI):
Sicheres z.B. L4Linux
 Erkennt Manipulationen
Betriebssystem mit Android Patches
 Erkennt Einbruchsversuche
Hypervisor mit VMI Monitor
 Hardware-Sicherheitsanker (HSM)
Hardware, z.B. HSM, Multi-Core
 Sichere Ein-/Ausgabe

17. 3. Lösungsansätze
Sandboxed Android, Dual-Boot
 Remote device administration
 Remote access using ssh and other Linux utilities
 Storage
 Filesystem snapshots and recovery
 Transparent file encryption (device or file based)
 File integrity protection using Linux Security Modules (LSM)
 Network
 Transparent tunneling using Virtual Private Networks (VPN)
 Graphical User Interface (GUI)
 Secure display (indicated by LED), secure input (hardware buttons)
 Secure PIN entry used to unlock SE in microSD card (key storage)

18. 3. Lösungsansätze
Cloud Zertifizierung
Zertifizierung Reichw eite Anbieter
EuroCloud Star Audit Europäisch EuroCloud
Trust in Cloud National SaaS-EcoSystem
Trusted Cloud Europäisch TÜV Trust IT
EuroPriSe Europäisch ULD
ISA 3402 Type II International Diverse
ISO 27001 International Diverse
BSI Cloud Zertifikat* National/Europäisch BSI
CSA Certification Framework* International CSA
* in Planung
Problem : Statisch, Re-Evaluierung nach 12 Monaten, keine
kontinuierliche Prüfung

19. 3. Lösungsansätze
Cloud Leitstand – Fraunhof er AISEC
http:/ / leitstand.aisec.f raunhof er.de Google
Network Bandwidth Location of Data
During the last hour During the last day
15
Datacenter DE
12 50%
MBit/s
9 Datacenter UK
13%
6
Telco Cloud
3 12%
Public Cloud
25%
0 10 20 30 40 50 60
Time
Cloud Sicherheit Amount of Data
15
12
Active users
During the last 6 hours
5
4
Y Axis Label
Users
9 3
6 2
3 1
Datacenter Datacenter Telco Public 17 18 19 20 21 22 23
User DE UK Cloud Cloud
Hour of day
Failed login attempts
During the last 6 hours
1250
Ziel: durchgehendes Überwachen
Login attempts
1000
750
500
Frontend 250
17 18 19 20 21 22 23
Hour of day
Backend Query
SELECT avg(count(call))
der Cloud-Aktivitären Data/Metrics
Definition
SELECT avg(count(call))
FROM win:time(1h)
SELECT avg(count(call))
FROM win:time(1h)
WHERE serviceName = bla
FROM win:time(1h)
WHERE serviceName = bla
OUTPUT EVERY 3s; Engine
Data/Metrics
REST WebService
WHERE serviceName = srv
OUTPUT EVERY 3s;
OUTPUT EVERY 3s;
Lös ung: AISEC Cloud Leitstand Data Analysis Module
Data Analysis Module
Data Analysis Module
 Angriffserkennung
Data Stream
 Überprüfung der Einhaltung
Hypervisor Network RSA
Zabbix Snort
Sensor Sensor Archer
rechtlicher Anforderungen, Standards
Ziel: Sicherer Cloud-Speicher, ohne Vendor-Lock-in
Lös ung: Zentraler Trust Manager
• Browser-basierter Zugriff, Verteilung verschlüsselter
Daten auf (z.B. zertifizierte) Cloud-Plattformen

20. 3. Lösungsansätze
Angriffserkennung
Ziel: Erkennen von Verhaltensanomalien
Lös ungs ans ätze
 Lernen von neuen Angriffstechniken:
Honey-Nets und Maschinelles Lernen
 Umsetzen in neuen Erkennungstechniken:
Clusterungs-Verfahren
 Techniken sowohl zur Netzüberwachung
als auch zur Überwachung von Rechnern (VMI)

21. 3. Lösungsansätze
Sicherheitsarchitektur für pseudonyme Daten
Ziel: anonymisierte Verarbeitung
medizinischer Daten
Lös ung: TU München, Klinikum München
• Trennung von Identifizierungsdaten und
medizinischen Daten
• Einsatz:
• Systeme, auf denen med. Daten
verarbeitet werden
• Architektur ist z.B. auf
Arztrechner in Praxen einsetzbar

22. Agenda
1. IKT Trends
2. Sicherheitsbedrohungen
3. Lösungsansätze
4. Take Home Message und Diskussionsanregungen

23. 4. Take Home Message
Sicherheitslösungen & eHealth Domäne
 Identitätsdiebstahl und Identitätsmissbrauch
sichere Smartcards: Forschung ist weit, Umsetzung ist auch weit
 Unsichere Endgeräte: PCs, Smartphones, Tablets
Marktreife Lösungen mit sicheren Ausführungsumgebungen für mobile
Geräte
 Unsichere Clouds (für Patientenakte, Bilder, Artzbrief etc.)
verschlüsselter Cloud-Storage: sicherer als unprofessionelle IKT in Praxen,
Zertifizierung von Clouds, Angebote noch in den Anfängen
 Fehlende Vertrauensanker (Hardware und Software)
Hardware Sicherheitsmodule: Ausprägungen sind verfügbar, z.B. JavaCard
 Unsichere Anwendungen
automatisierte Sicherheitstests: bislang nur proprietäre Tests, rudimentär

24. Anregungen für die Diskussion
Akzeptanzproblem :
 Mehrwert der Gesundheitstelematik wird nicht verstanden/gesehen:
Datenschutz-Misstrauen (diffus, Unwissenheit)
 Ärzteschaft befürchtet Störung der Arbeitsabläufe
Akzeptanzerhöhung: Thes en
 Mehrwert für Ärzte: Prozesse, Kosten, Zeit, fancy und compliant
 Ist die gematik-Infrastruktur noch angemessen, aktuell?
 Rundum-Sorglos-Services, inkl. Abrechnungswesen etc.
 Fancy Technik, Komfort-Funktionen: Apps auf iPhone, iPads etc.
 Patient als ‚Herr seiner Daten‘: über unsichere Geräte, unsichere Dienste?
• aber: Überforderung? Unwissenheit, Ignoranz?
Rolle v on Norm ung:
• Standards für Mobile Geräte Sicherheit? Für Sicheren eHealth App-Store , …

25. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Claudia Eckert
Fraunhofer AISEC, München,
TU München, Lehrstuhl für Sicherheit in der Informatik
E-Mail: claudia.eckert@sec.in.tum.de
Internet: http://www.sec.in.tum.de
http://www.aisec.fraunhofer.de