Aug 242014
 

MySQL lässt den verschlüsselten Zugriff mit SSL zu. Dazu sollte das passende Zertifikat im Ordner /etc/ssl hinterlegt werden.

Konfiguration

Unter Ubuntu oder Debian empfiehlt es sich, die vom Paketverwalter mitgelieferte Datei /etc/mysql/my.cnf unangetastet zu lassen. Stattdessen können im Verzeichnis /etc/mysql/conf.d beliebig viele Dateien mit Endung .cnf ergänzt werden. Für die verschlüsselte Connection legen wir daher folgende Datei in /etc/mysql/conf.d/001-ssl.cnf an:

[client]
ssl-ca      = /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
 
[mysqld]
ssl
ssl-ca      = /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
ssl-cert    = /etc/ssl/localhost-cert.pem
ssl-key     = /etc/ssl/localhost-key.pem
ssl-cipher  = DHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA:AES256-SHA:AES128-SHA

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Das Zertifikat für Client und Server darf nicht mit SHA256 signiert werden, ansonsten erscheint folgende Fehlermeldung, wenn man sich mit dem mysql-Client verbinden will:

mysql -p
Enter password:
ERROR 2026 (HY000): SSL connection error: ASN: bad other signature confirmation

Es gibt auch einen vermeintlichen Bug unter Ubuntu 12.04 LTS. Ein dort generierter SSL-Private Key kann nicht von MySQL eingelesen werden. Mit der Anweisung kann der Schlüssel jedoch umgewandelt werden:

openssl rsa -in /etc/ssl/localhost-key.pem  -out /etc/ssl/localhost-key.pem 

Neustart

Die Datei des Private Key darf nur für Root und der Gruppe ssl-cert lesbar sein. Daher muss der MySQL-User mysql auch in die Gruppe ssl-cert eingetragen werden. Nach diesen Eintragungen muss MySQL mit

usermod -G ssl-cert mysql
service mysql restart

neu gestartet werden.


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Testen der verschlüsselten Verbindung

Jetzt kann überprüft werden, ob sich ein Client mit SSL verbindet. Dazu benutzt man einfach das Terminal-Programm mysql und verbindet sich mit beliebigen Benutzerdaten mit einer beliebigen Datenbank. Als nächstes gibt man nur:

status

ein und erhält folgende Ausgabe:

mysql> status
--------------
mysql  Ver 14.14 Distrib 5.5.38, for debian-linux-gnu (x86_64) using readline 6.2

Connection id:          5000
Current database:
Current user:           root@localhost
SSL:                    Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA
Current pager:          stdout
Using outfile:          ''
Using delimiter:        ;
Server version:         5.5.38-0ubuntu0.12.04.1 (Ubuntu)
Protocol version:       10
Connection:             Localhost via UNIX socket
Server characterset:    utf8
Db     characterset:    utf8
Client characterset:    latin1
Conn.  characterset:    latin1
UNIX socket:            /run/mysqld/mysqld.sock
Uptime:                 7 days 5 hours 48 min 30 sec

Threads: 21  Questions: 321745  Slow queries: 0  Opens: 1197  Flush tables: 1  Open tables: 413  Queries per second avg: 0.514

Die Zeile mit „SSL“ deutet auf den verwendeten Verschlüsselungsalgorithmus hin.

Verschlüsselte JDBC-Verbindung

Damit die typischen Application Server auch eine verschlüsselte Verbindung zu MySQL aufbauen, ist nur ein weiterer Connection Parameter notwendig: useSSL=true. Ein kompletter Connection String könnte also so aussehen:

jdbc:mysql://localhost:3306/database?autoReconnect=true&characterEncoding=utf8&useSSL=true

Referenz:

http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/ssl-connections.html

Dez 262013
 

Die neuesten Nachrichten aus den USA über das Mitlauschen der NSA des nahezu gesamten Internet-Verkehrs hat gezeigt, dass es heißt mit Daten sehr sensibel umzugehen. Es hat sich aber auch gezeigt, dass die bloße Verschlüsselung z.B. über HTTPS alleine nicht ausreicht, da häufig Verschlüsselungsalgorithmen (z.B. RC4) eingesetzt werden, von denen man vermutet, dass die erzeugten verschlüsselten Daten von der NSA in Echtzeit mitgelesen werden können. Insbesondere Sparkassen und Banken in Deutschland bevorzugen leider immer noch RC4. Hier kann man sich z.B. bei Benutzung des Firefox dagegen schützen, indem man hier RC4 ausschaltet. Die Banken bieten häufig genug andere, bessere Verschlüsselungsalgorithmen an, sodass die Seiten weiterhin uneingeschränkt benutzt werden können. Bei itemis habe ich mit meinem Kollegen Dominik Kupschke sämtliche verschlüsselten Dienste auf sichere Algorithmen gehärtet, sodass sie z.B. gar nicht erst RC4 anbieten. Dieser Artikel soll eine Zusammenfassung dieser Ergebnisse liefern und Aufschluss über gute Verschlüsselungsverfahren bieten. Es soll hier nicht auf deren Funktionsweise eingegangen werden, hierfür gibt es genug Quellen im Internet.

Für eine gute SSL-Verschlüsselung sind vier Punkte wesentlich:

  1. Das Zertifikat
  2. Der Schlüsselaustausch für die synchrone Verschlüsselung
  3. Die synchrone Verschlüsselung
  4. Die Prüfung der Authenzität

Die verwendeten Algorithmen werden in ihrer Kombination Cipher genannt. Diese können bei den meisten Diensten konfiguriert werden.


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Das Zertifikat

Das Zertifikat ist ein Public Key, der von einer Zertifizierungsstelle (CA) signiert wurde, bei einem Verbindungsaufbau gegen diese Zertifizierungsstelle verifiziert werden. kann. Die entscheidende Kenngröße ist die Breite des Schlüssels. Für die typischerweise verwendeten RSA-Schlüssel sollten mindestens 2048 Bits verwendet werden. Für wirklich sensible Daten sollten mindestens 4096 Bits verwendet werden.

Der Schlüsselaustausch

Mit dem asynchronen Verschlüsselungsverfahren wird das Verteilungsproblem des Schlüssels gelöst. Mit dem Public Key kann nur verschlüsselt werden und mit dem Private Key kann entschlüsselt werden. Wie die Namen schon andeuten, darf der Public Key in fremde Hände geraten. Der Private Key verbleibt auf dem Server und muss entsprechend gegen unberechtigten Zugriff geschützt werden. Diese Verschlüsselungsart ist gegenüber der synchronen Verschlüsselungsart sehr langsam. Es gibt Verfahren, die mit asynchroner Verschlüsselung einen zufälligen synchronen Schlüssel aushandeln, der dann für den weiteren Verbindungsverlauf verwendet wird. Hier gibt es zwei herausragende Verfahren:

  1. Diffie-Hellman
  2. Elliptic Curves

Beide Verfahren behandeln sog. Perfect Forward Secrecy. Damit werden auch im Laufe der Verbindung die synchronen Schlüssel ausgetauscht. Das erhöht die Sicherheit, da mit immensen Aufwand nur ein Teil der Verbindung geknackt werden könnte. Bei den Perfect Forward Secrecy Verfahren lassen sich aufgezeichnete Verbindungen nicht mit dem Privaten Schlüssel des Servers entschlüsseln, hier spricht von man Folgenlosigkeit.  Das Verfahren, das die Elliptic Curves benutzt wurde von dem amerikanischen Normungsinstitut spezifiziert. An diesem Verfahren hat die NSA mitgewirkt und daher steht dieses Verfahren im Verdacht, eine Backdoor der NSA zu haben. Das Diffie-Hellman-Verfahren kann mit unterschiedlichen Schlüsselbreiten arbeiten. Natürlich sollte auch hier ein möglichst breiter Schlüssel verwendet werden.

Zusammenfassung:

Auch wenn Elliptic Curves performanter sind, sollte auf dieses Verfahren verzichtet werden! Das empfohlene Schlüsselaustauschverfahren lautet DH Group 15.


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Die synchron verschlüsselte Verbindung

Aus Gründen der Performance wird für den Datentransport synchrone Verschlüsselung verwendet. Hierbei wird zum Ver- und Entschlüsseln derselbe Schlüssel verwendet. Folgende Verfahren werden typischerweise angeboten:

  • RC4
  • DES
  • 3DES
  • AES
  • CAMELLIA

Man geht davon aus, dass RC4 von der NSA in Echtzeit mitgelesen werden kann. Daher sollte dieser Algorithmus dringend vermieden werden! Leider bevorzugen gerade viele Banken und Sparkassen diese Verschlüsselung. Im Firefox kann man die Verwendung dieser Verschlüsselung abschalten. Dazu ruft man die URL about:config auf. Im Suchfeld sucht man nach „rc4“. Die sechs angezeigten Werte werden mittels Doppelklick auf „false“ gesetzt.

RC4

DES benutzt eine Schlüsselbreite von nur 56 Bits und ist somit ebenfalls zu schwach. 3DES ist ein dreifach hintereinander durchgeführter DES. Derzeit gilt dieser Algorithmuss noch als sicher. AES ist der bevorzugte Algorithmus. Er kann mit 128, 192 und 256 Bits Schlüsselbreite verwendet werden. AES ist über einen Wettbewerb ausgeschrieben worden, der unter Anderem die Implementierung in Soft- und Hardware erleichtern soll. AES mit 256 Bits ist daher der bevorzugte Algorithmus. Java kann in der handelsüblichen Form nur AES mit 128 Bits. Diese Verschlüsselung ist dem 3DES vorzuziehen. CAMELLIA ist ein weiterer Algorithmus, der nicht selten auftaucht und ebenfalls als sicher gilt.

Zusammenfassung:

AES256 ist optimal. 3DES ist zwar noch sicher, aber AES128 ist 3DES vorzuziehen.

Die Prüfung der Authenzität

Um beim Schlüsselaustausch sog. Man in the middle-Attacken zu vermeiden, gibt es sog. HMAC-Verfahren. Hier werden Hashing-Algorithmen eingesetzt. Häufig wird SHA eingesetzt. Lässt sich SHA 256 oder SHA2 einsetzen, sollte dieser benutzt werden. Auf MD5 sollte dringend verzichtet werden.

Gesellschaftliche Aspekte

Verschlüsselung und das Abschöpfen des Internet-Verkehrs ist für IT-Laien ein undurchschaubares Thema. Im Zusammenhang mit der NSA-Affäre taucht sehr häufig das Argument auf: „Ich habe nichts zu verbergen!“. Vielleicht veranschaulicht die Tatsache, dass wir nicht nackt rumlaufen, weil wir was zu verbergen haben, diesen Unterschied. Hier muss zwischen Unschuld und Scham unterschieden werden. Man hat sich nichts zu Schulden kommen lassen und es wird durch das Abschöpfen der Internet-Daten mit gutem Gewissen nichts ans Licht kommen. Allerdings ist im Grundgesetz das Recht auf Privatsphäre festgeschrieben. Wir hängen unsere Kontoauszüge auch nicht an den nächsten Baum und hier greift das Argument: „Wenn es den Nachbarn nicht zu interesssieren hat, dann hat es die NSA auch nicht zu interessieren!“.

Die NSA schöpft ohne zu fragen die Daten ganzer Völker ab und stellt damit ganze Völker unter Generalverdacht. Das ist der Anfang eines Überwachungsstaates und untergräbt bestehende rechtsstaatliche Demokratien.

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