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Wirtschaftsinformatik 1 (Fach) / Winf Sowi (Lektion)

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• Dienste der Anwendungsschicht  SMTP  Versand und Transport v. Emails  POP3 Abrufen v.Emails von Mailbox auf Mailserver HTTP Übermittlung von HTML Seiten DHCP Dynamische IP Adressvergabe DNS Abbildung von Domain Namen auf IP Adressen FTP Übermittlung von Dateien SNMP Netzwerk Management - 
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) - Protokoll zum Austausch von Emails in Computernetzen - wird hauptsächlich zum Einspeisen & Weiterleiten von Emails verwendet
• Grundkonzept des www 1. Aufruf einer URL (bspw. mit HTTP) 2. Browser (Client) sendet Anfrage 3. Web-Server verarbeitet Anfrage und sendet Ressource zurück 4. Browser interpretiert Ressource (meist in HTML codiert)
• Protokolle des Internets HTTP (Hypertext Transfer Protocol) - definiert grundlegende Kommunikationsfunktionalitäten des www, insbesondere um Webseiten mit einem Webbrowser zu laden - Kommunikationseinheiten zwischen Server und Client werden als Nachrichten bezeichnet 2 Arten von Nachrichten:  Anfrage: (von Client an Server), enthält: Kopfzeile, Anfrageparameter, Nutzdaten wie POST, GET Antwort: (Server an Client) enthält: Kopfzeile, Antwortparameter & Nutzdaten - ohne Verschlüsselung sind Webdaten als Klartext lesbar - HTTPS dient zur Verschlüsselung & Authentifizierung zwischen Browser & Client  
• Uniform Resource Locator (URL) - spezifiziert Ort einer Web-Ressource & wie man auf diese zugreifen kann
• Hypertext Markup Language (HTML) - Beschreibungssprache für www-Ressourcen (Browser) - HTML Dateien bestehen aus Nutzdaten und Tags - auch Einbindung von Bildern, Tönen, Videos, Hyperlinks etc. möglich
• 5 Anforderungen an sichere Kommunikation 1. Betriebssicherheit (vorhande Funktionen sicherstellen) 2. Vertraulichkeit (kein Zugriff durch Dritte) 3. Authentizität (Sender eindeutige identifizierbar) 4. Integrität (Nachricht wurde von Sender zu Empfänger nicht verfälscht) 5. Verbindlichkeit (Sender kann Urheberschaft nicht abstreiten & Empfänger nicht Empfang )
• 5 potenzielle Bedrohungen v. Kommunikation 1. Datenverlust  2. Datenmanipulation 3. Missbrauch von Ressourcen 4. Unbefugter Zutritt 5. Ausfallzeit (Ständig benötigte Infrastrukturdienste sind nicht erreichbar, wodurch finanzieller Schaden und Imageverlust entstehen kann)
• Arbeitsweise Firewall - trennt das lokale Netz vom Internet - hält die erlaubte Kommunikation zwischen den Teilnetzen aufrecht
• zu was dienen Firewall Systeme? Firewalls dienen als Eingangsrechnerdienst zur Sicherung des Netzzugangs von außen an einem zentralen Punkt 
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• 3 verschiedene Firewall Systeme? - reine Software-Firewall - reine Hardware-Firewall (Router etc.) - kombinierte Soft-/Hardwaresystem
• Personal-Desktop/ Software Firewalls - Softwareprogramm - werden lokal auf dem Rechner installiert - sollen Datenverkehr zwischen Rechner und Netzwerk kontrollieren   Bsp. Windows Firewall, Norton Personal Firewall
• Netzwerk- oder Enterprise Firewalls - Geräte,  - die Datenverkehr zwischen mindestens 2 Netzwerken kontrollieren   - kann als Software auf Rechner implementiert werden oder  - in Form von Hardware die Kombination aus Hardware + Software umfasst
• Firewall Konzept Paketfilterung Router - Router zwischen lokalen Netz und Intranet - Router wird so konfiguriert, dass nur bestimmte Paket passieren dürfen   Selektionskriterien:  Portnummern, Transportprotokolle, IP Adressen
• Firewall Konzept Proxy Dienste: Gateway - Gateway zwischen lokalen Netz und Internet - unterbricht die Weiterleitung der IP Adressen aus dem lokalen Netz ins Internet - Gateway fungiert als sog. Proxy-Server (=Stellvertreter) - Rechner sind damit nicht mehr direkt erreichbar   Proxyserver nimmt die Verbindung zum Quellrechner an, baut eine Verbindung zum Zielrechner auf und kopiert Daten zwischen beiden Verbindungen. 
• Unterteilung Kryptologie 1. Kryptoanalyse = Entschlüsseln 2. Kryptographie = Verschlüsseln  3. Steganographie = Verstecken 
• 3 Verfahren Kryptographie symmetrische Verfahren (secret key verfahren) asymmetrische Verfahren (public key verfahren) Hash- Algorithmen (digitale Signatur, Zertifikate)
• symmetrische Verfahren - Verschlüsselung und Entschlüsselung erfolgen mit identischem Schlüssel - Sender und Epfänger besitzen identischen Schlüssel
• Vorteile symmetrische Verfahren - Effiziente Verschlüsselung:kurze Schlüssel sorgen für bedingte Sicherheit, lange für hohe Sicherheit - Codier- und Decodiergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Schlüssellänge - Offiziel nur Brute-Force Angriffe möglich (keine Kryptoanalyse) - Einfach Schlüsselerzeugung
• Nachteile symmetrische Verschlüsselung - Sicherheitsrisiko bei Übergabe des Schlüssels - Aufwendiger Schlüsselaustausch --> Schlüssel werden seltener ausgetauscht als sinnvoll - es müssen viele Schlüssel verwaltet werden
• Asymmetrische Verfahren - Verschlüsselung und Entschlüsselung erfolgen mit verschiedenen (zusammengehörenden) Schlüsseln - Verschlüsseln: mit öffentlich zugänglichem public key - Entschlüsseln: mit private key des Empfängers 
• asymmetrische Verschlüsselung Anforderung an Schlüsselpaar - der mit dem public key verschlüsselte Klartext kann nur mit dem zugehörigen private key entschlüsselt werden - prviate key ist in ausschließlich in Besitz einer Person und zeigt deren Identität - private key ist nicht aus dem public key ableitbar
• Signierung asymmetrisches Verfahren Grund? Sicherung der Identität des Senders   - Sender signiert mit private key - Empfänger verifiziert mit public key
• Vorteile asymmetrische Verfahren - kein direkter Austausch von geheimzuhaltenden Schlüsseln - Sender verwaltet nur seinen private key - digitale Signatur & somit Verbindlichkeit möglich
• Nachteile asymmetrische Verfahren - aufwendiges Verfahren - lange Codierung/Decodierung - Sicherheit beruht auf mathematischen Problemen - im Vergleich zu den Sicherheitsanforderungen der symmetrischen Verfahren ist ein sehr viel längerer Schlüssel notwendig
• hybride Verfahren - asymmetrische Verfahren zur Schlüsselübertragung - symmetrische Verfahren zur Entschlüsselung   der gemeinsame, symmetrische Schlüssel (= Session Key) wird nur für eine Verbindung zur Ver- bzw. Entschlüsselung der Daten verwendet   Der Aufwand für Ver- bzw. Entschlüsselung wie das "Knacken" ist abhängig von der Schlüssellänge & dem Verfahren
• Pretty Good Practice (PGP) - Verschlüsseln von Emailnachrichten - Verwendung von asymmetrischen & symmetrischen Verfahren
• Beispiel Nachricht PGP Sender:  1. Signiert Nachricht mit seinem private key 2. verschlüsselt Nachricht mit symmetrischem Schlüssel 3. verschlüsselt den symmetrischen Schlüssel mit public key des Empfängers   Empfänger:  4. entschlüsselt symmetrischen Schlüssel mit private key 5. enschlüsselt Nachricht mit dem symmetrischen Schlüssel 6. prüft die Signatur mit public key des Senders  
• Aufgaben der Zertifizierungsstelle 1. Zertifikat beantragen 2. Zertifikat ausstellen 3a. private key sicher verwahren 3b. Zertifikat mit public key veröffentlichen 4. Zertifikat downloaden 5. Zertifikat überprüfen
• Authentifizierung in Netzwerken - mit Hilfe von speziellen Protokollen   z.B. Kerberos in Windows Netzwerken
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• Kommunikationsprotokoll Satz von Regeln, nach denen die Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Beteiligten abgewickelt werden muss. 
• Typen von Kommuniationsprotokollen verbindungslose verbindungsorientierte
• verbindungsorientierte Protokolle - benötigt eine definierte, exklusive Verbindung zwischen Stationen Funktionsweise in 3 Phasen:  1. Verbindungsaufbau 2. Datentransfer 3. Verbindungsabbau   Bsp. öffentliches Telefonnetz: 1 Übertragungskanal, 1 exkusive Verbindung
• Grundmodell der Kommunikation - Teilnehmer agieren als Sender oder Empfänger - Dienstnutzung der Teilnehmer erfolgt über  Dienstzugangspunkt - Übertragungsmedium überbrückt räumliche Distanz
• ISO-OSI Referenzmodell ISO: International Standardization Organization OSI: Open System Interconnetion - allgemeines Schichtenmodell - Veranschaulichung & Einordnung von realen Kommunikationssystemen und Protokollen
• verbindungslose Protokolle - Daten werden ohne Vorankündigung zur Übertragung freigegeben und von Netzwerkknoten zu Netzwerkknoten übertragen   - kein expliziter Verbindungsaufbau zwischen Sender und Empfänger nötig - keine Garantie, dass Daten Sender erreichen aber ggf Quittung an Sender für jedes korrekt empfangene Paket
• 7 Schichten ISO OSI 1  Bitübertragung 2  Sicherungsschicht 3  Vermittlungsschicht 4  Transportschicht 5  Kommunikationssteuerungsschicht 6  Darstellung 7  Anwendung
• Schicht 1: Bitübertragungsschicht (physical layer) - ungesicherter Datentransfer zwischen den Systemen - Umsetzung der Daten in elektrische Signale und umgekehrt - Normung der Schnittstelle zwischen Rechner/ Medien - Darstellung von Bits im Übertragungsmedium - Spezifikation von Steckern und Kabeln  - Das Übertragungsmedium selbst ist nicht Ziel Bestandteil von Schicht 1   Ziel: Etablierung einer physikalischen Verbindung
• Schicht 2 Sicherungsschicht data link layer - Gruppieren des Bitstroms aus Schicht1 in sogenannte Rahmen (Frames) - Gesichterter Datentransfer: Fehlererkennung und Behandlung - Regelung des Verkehrs zwischen 2 direkt benachbarten Stationen - Flusskontrolle (Abstimmung zwischen 2 direkt benachbarten Stationen bei unterschiedlicher Kapazität) - Protokollmechanismen: Quittierung, Wiederholung/Rücksetzung Ziel: Etablierung/Sicherung einer fehlerfreien Verbindung zwischen zwei direkt benachbarten Stationen
• Schicht 3 Vermittlungsschicht Network Layer - verknüpft Teilstreckenverbindung zu einer Station Station Verbindung zwischen Sender und Empfänger - Wegewahl (Routing): Festlegung des Datenübertragungsweges vom Sender zum Empfänger - Flusskontrolle zwischen den Endsystemen der Kommunikation:  - Behandlung von Fehlern in Zusammenhang mit Wegewahl - Erkennen und Beseitigen permanent kreisender Daten Ziel:  Etablierung einer Verbindung zwischen den Endknoten
• Schicht 4 Transportschicht Transport Layer - Steuerung der Verbindung zwischen den Endsystemen - Ende zu Ende Verbindung zwischen den Kommunikationsprozessen - verbindungslose und verbindungsorientierte Kommunikation - Charakteristika des Netzes (d.h. der darunter liegenden Schichten sowie des Mediums) bleiben verborgen Ziel:  Sicherung einer Verbindung zwischen den Kommunikationsprozessen der Endsysteme
• Schicht 5 Kommunikationssteuerungsschicht Session Layer - Synchronisation der Kommunikation gemäß der Betriebsart (duplex = Telefonie, halbduplex = Amateurfunk, simplex = Fernsehen) - Einleitung und Aufhebung des Dialogs (der Sitzung) zwischen den Partnern - Vorkehrungen zum Wiederanlaufen einer unterbrochenen Übertragung ab einem Synchronisationszeitpunkt
• Schicht 6 Darstellungsschicht Presentation Layer - Abstimmung der Syntax der zu übertragenden Nachrichten Beim Sender: Umwandlung der lokalen in Transfersyntax Empfänger: Umwandlung der Transfer- in lokale Syntax    
• Schicht 7 Anwendungsschicht Application Layer - Kooperation zwischen verteilten Anwendungsprozessen Ziel: Bereitstellung von neutralen Schnittstellen, die von benutzerspezifischen Anwendungsprogrammen (bspw. Internet Browser, Email Programm) genutzt werden können  
• Was gibt es für Kopplungseinheiten bei der Datenkommunikation? Schicht 1: Router, Hub Schicht 2: Bridge/Swidge Schicht 3: Router Schicht 7: Gateway
• Repeater Schicht 1  reine Verstärkerstation
• Hub Schicht 1 Verzweigungsstelle an der sich mehr als 2 Transportwege treffen
• Bridge/Swidge Schicht 2 verbindet Netze auf der Sicherungsschicht  z.B. zwei Diffusionsnetzwerke mit unterschiedlicher Verkabelungstechnik
• Router - überbrückt Netztypen und Protokolle auf Schicht 1 und 2 z.B. Ethernet und Token-Netzwerk   - operiert zusätzlich auf der Vermittlungsschicht (Schicht 3) v.a. Routingtabellen: untersucht Adressangaben eines Pakets und leitet dieses in das entsprechende Subnetz  
• Anwendungsgateway Schicht 7 - übersetzt von einem Anwendungsprotokoll in ein anderes, - filtert Datenübertragung (Pakete) auf der Anwendungsebene (Firewall)

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