Ein Protokoll ist eine Reihe von Regeln oder Standards, die festlegen, wie Daten oder Informationen zwischen Geräten, Systemen oder Parteien übertragen, empfangen und interpretiert werden. Sie können sich Protokolle als eine Art „gemeinsame Sprache“ vorstellen, die sicherstellt, dass Computer, Netzwerke oder Organisationen effektiv kommunizieren können, auch wenn sie dafür unterschiedliche Technologien verwenden.
Im Computer- und Netzwerkbereich definieren Protokolle alles, von der Verbindung von Geräten mit dem Internet über den Versand von E-Mails bis hin zum sicheren Laden von Websites.
Warum sind Protokolle wichtig?
Protokolle sind aus drei Hauptgründen wichtig:
Sie standardisieren Prozesse. Durch die Einhaltung vorgegebener „Regeln“ können Entwickler und Netzwerkanbieter Konflikte und Ineffizienzen vermeiden.
Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen Systemen. Protokolle ermöglichen es unterschiedlicher Hardware und Software, die gleiche „Sprache“ zu sprechen, was die Kompatibilität zwischen Geräten oder Systemen gewährleistet.
Sie gewährleisten Sicherheit und Zuverlässigkeit. Viele Protokolle enthalten integrierte Sicherheitsmaßnahmen wie Verschlüsselung und Fehlererkennung, die den Schutz der Daten unterstützen.
Welche Arten von Protokollen gibt es?
Zu den gebräuchlichsten Protokollen gehören:
Netzwerkprotokolle
Netzwerkprotokolle ermöglichen es Geräten, sich über Netzwerke (und das Internet) hinweg zu verbinden und Daten zu teilen.
Das TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ist die Grundlage des Internets und hilft bei der Verwaltung des Datentransfers und der Adressierung.
Das HTTP/HTTPS (Hypertext Transfer Protocol) lädt Webseiten mit HTTPS und bietet eine sichere, verschlüsselte Verbindung.
Das DNS (Domain Name System) übersetzt Domainnamen (wie fastly.com) in IP-Adressen, die Computer verstehen können.
E-Mail-Protokolle
E-Mail-Protokolle werden zum Senden und Empfangen von E-Mails verwendet. Das SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) dient zum Senden, und IMAP und POP3 werden zum Abrufen von Nachrichten verwendet.
Sicherheitsprotokolle
Sicherheitsprotokolle helfen, Daten und Kommunikation zu schützen.
SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security) verschlüsselt den Internet-Traffic.
Das IPSec (Internet Protocol Security) sichert den Datenaustausch über Netzwerke.
Anwendungs- und Datenprotokolle
Diese Protokolle setzen den Standard dafür, wie Anwendungen Informationen austauschen. Beispiele hierfür sind FTP (File Transfer Protocol) für den Dateiaustausch und MQTT für die IoT-Kommunikation.
Wie funktionieren die Protokolle?
Protokolle funktionieren, indem sie die Kommunikation in strukturierte Schritte unterteilen, die dazu beitragen, dass Daten genau, effizient und sicher geliefert werden.
Eine Verbindung wird hergestellt: Die Geräte überprüfen ihre Kompatibilität und einigen sich im Wesentlichen darauf, wie sie miteinander kommunizieren werden.
Die Daten werden übertragen: Die Informationen werden in ‚Pakete‘ (kleinere Stücke) aufgeteilt, dann gesendet und am Ziel wieder zusammengesetzt.
Die Daten werden auf Fehler überprüft: Die gesendeten Daten werden auf Fehler untersucht und je nach Art der Daten verschlüsselt.
Beendigung: Sobald die Kommunikation abgeschlossen ist, wird die Verbindung geschlossen.
Was sind Protokollschwachstellen?
Viele ältere Protokolle wurden ohne integrierte Sicherheitsvorkehrungen entwickelt. Dadurch werden sie anfällig für Ausbeutung und Angriffe. Es ist wichtig, Sicherheitspraktiken und Tools einzusetzen, um eine erfolgreiche Ausnutzung von Protokollschwachstellen zu verhindern.
Die häufigsten Arten von Protokollschwachstellen sind:
Protokollmissbrauch – Datenexfiltration sowie Befehls- und Kontrollkommunikation. Böswillige Akteure verwenden oft legitime Protokolle, um mit kompromittierten Geräten zu kommunizieren. Dies kann sehr schwer zu erkennen sein. Zwei gängige Arten sind:
HTTP/HTTPS-Tunneltechnik. Böswillige Akteure verwenden Malware, um mit Kommandoservern zu kommunizieren. Sie verstecken die Malware im normalen Web-Traffic, was es für Firewalls sehr schwierig macht, sie zu blockieren. Versuche, es zu blockieren, können zu großen Störungen des legitimen Traffics führen.
DNS-Tunneling. Böswillige Akteure kodieren Daten oder Befehle in DNS-Abfragen und -Antworten. Dadurch können sie die Standard-Sicherheitsüberwachung umgehen, da der DNS-Traffic oft standardmäßig vertrauenswürdig ist.
2. Man-in-the-Middle-(MitM-)Angriffe auf unsichere Protokolle. Böswillige Akteure können den Traffic abfangen oder verändern, wenn Protokolle keine angemessenen Authentifizierungs- oder Verschlüsselungsrichtlinien vorsehen. Zwei gängige Typen sind:
ARP Spoofing und Session Hijacking. Cyberkriminelle nutzen das Address Resolution Protocol (ARP), um Geräte dazu zu bringen, den Traffic über sich zu leiten. Dies ermöglicht das „Abhören“ oder die Manipulation sensibler Daten.
Ausnutzung von HTTP (Nicht-HTTPS). Ohne ordnungsgemäße Verschlüsselung können Angreifer den Web-Traffic lesen oder bösartige Skripte einschleusen.
3. Denial-of-Service (DoS) durch Protokollmissbrauch. Angreifer können Protokolle überlasten oder manipulieren, um Service zu stören. Zu den 2 gängigen Typen gehören:
SYN Flooding (TCP-Exploit). Angreifer senden massive Mengen an unvollständigen TCP-Verbindungsanfragen, die den Zielserver überlasten.
DNS-Amplifikation. Indem Angreifer offene DNS-Resolver ausnutzen, senden sie kleine Abfragen, die massive Antworten generieren und das Ziel mit Traffic überwältigen.
4. Protokoll-Downgrade und Spoofing-Angriffe. Angreifer können Systeme dazu verleiten, schwächere Protokollversionen zu verwenden oder sich als legitime Protokolle auszugeben. Zu den zwei gängigen Typen gehören:
SSL/TLS-Downgrade-Angriffe. Angreifer können einen Browser und Server dazu zwingen, veraltete, unsichere Verschlüsselungsstandards zu verwenden, was das Abhören erleichtert.
SMTP-Spoofing. Bösewichte haben es auf E-Mail-Protokolle mit schwacher oder falsch konfigurierter Authentifizierung abgesehen, so dass sie Phishing-E-Mails versenden können, die scheinbar von vertrauenswürdigen Quellen stammen.
Wie können Sie sich vor Protokollangriffen schützen?
Es gibt mehrere Schritte, die Sie unternehmen können, um sich gegen Protokollangriffe zu verteidigen.
Auf sichere Protokolle aktualisieren. Viele Angriffe instrumentalisieren ältere, unverschlüsselte, oder veraltete Protokolle. Die Umstellung auf moderne, sichere Alternativen reduziert das Risiko erheblich. Sichere Protokolle fügen Verschlüsselung und Authentifizierung hinzu und verhindern so Abhören, Manipulation und Spoofing. Sie sollten Folgendes tun:
Ersetzen Sie HTTP durch HTTPS für den gesamten Webverkehr (ermöglicht TLS-Verschlüsselung).
Für sichere Dateiübertragungen ersetzen Sie FTP durch SFTP oder FTPS.
Verwenden Sie DNS über HTTPS (DoH) oder DNSSEC, um DNS-Hijacking zu verhindern.
Deaktivieren oder aktualisieren Sie herkömmliche Protokolle.
Systeme patchen und aktualisieren. Das hilft bei der Behebung bekannter Sicherheitslücken. Angreifer verlassen sich oft auf ungepatchte oder falsch konfigurierte Systeme, weil sie leichte Ziele sind. Sie sollten Folgendes tun:
Halten Sie alle Systeme und Netzwerkgeräte mit Sicherheitspatches auf dem neuesten Stand.
Überprüfen Sie regelmäßig, welche Protokolle und Ports offen sind, und deaktivieren Sie ungenutzte.Konfigurationen härten: Erzwingen starke Verschlüsselungen und deaktivieren schwache Versionen von SSL/TLS
Netzwerksegmentierung und Zero Trust implementieren. Segmentierung hilft zu begrenzen, wie weit sich eine erfolgreiche Protokollausnutzung ausbreiten kann. Die Nutzung von Zero Trust stellt sicher, dass alle Nutzer und Geräte stets verifiziert sind, auch innerhalb des Netzwerks. Firewalls und Mikrosegmentierung können dabei helfen, zu kontrollieren, welche Protokolle und Dienste von wem genutzt werden können.
Überwachen Sie verdächtigen Protokoll-Traffic. Die Verwendung eines fortschrittlichen Erkennungstools kann dabei helfen, Angriffe zu identifizieren, die innerhalb des normalen Traffics getarnt sind. Sie sollten Folgendes tun:
Setzen Sie Intrusion Erkennung and Prevention Systems (IDS/IPS) ein, um den Datenverkehr auf Anomalien zu überwachen.
Verwenden Sie Deep Packet Inspection (DPI), um bösartige Payloads zu erkennen, die sich in Protokollen wie DNS oder HTTP verstecken.
Protokollieren und analysieren Sie ungewöhnliche DNS-Queries, HTTP-Anfragen oder großen ausgehenden Traffic, der ein Zeichen für Exfiltration ist.
Sorgen Sie für Schutz vor Denial-of-Service (DoS) über Protokolle. Angreifer können Protokolle wie DNS oder TCP missbrauchen, um Systeme zu überfluten. Sie sollten Folgendes tun:
Verwenden Sie Ratenbegrenzung und Verkehrsfilterung an der Firewall oder auf dem Anwendungs-Layer.
Verwenden Sie DDoS-Schutzlösungen
Konfigurieren Sie die Server so, dass sie anormale Traffic-Muster verarbeiten können
Schulen Sie Mitarbeiter und sichern Sie Endpunkte. Protokolle können auch durch Social Engineering und die Kompromittierung von Endgeräten missbraucht werden. Sie sollten Folgendes tun:
Trainieren Sie Nutzer darin, Phishing-Angriffe zu erkennen, die E-Mail-Protokolle instrumentalisieren.
Nutzen Sie Endpoint Detection and Response (EDR), um Malware mithilfe verdeckter Protokollkanäle zu erkennen.
Erzwingen Sie die Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA), um anmeldedatenbasierte Angriffe einzuschränken.
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