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2021 | Buch

IT-Sicherheit für TCP/IP- und IoT-Netzwerke

Grundlagen, Konzepte, Protokolle, Härtung

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Über dieses Buch

Die Bedeutung der digitalen Infrastruktur, insbesondere von Netzwerken, ist in den letzten zehn Jahren kontinuierlich gestiegen. Das gilt gleichermaßen für die IT-Sicherheit. Denn ohne sichere Netzwerke können Technologien wie Künstliche Intelligenz oder das Internet der Dinge weder betrieben noch weiterentwickelt werden.

Dieses Buch liefert das Fundament, um die Konzeption von TCP/IP- und IoT-Netzwerken und ihre Sicherheit in einer zunehmend vernetzten Welt zu verstehen. Es vereint praxisrelevantes Know-how mit den wissenschaftlichen Grundlagen und aktuellen Forschungsideen zu einem umfassenden Werk. Der Autor legt großen Wert darauf, die Grundlagen der Netzwerktechnik und der IT-Sicherheit verständlich und ausführlich darzustellen. Daneben greift er auch die folgenden Themen auf:

Die Kryptographie, ihre historischen und modernen Verfahren sowie ihre Anwendung beispielsweise in VPNs (Virtual Private Networks)Aktuelle Angriffs- und Verteidigungsmethoden für NetzwerkeSteganografie in modernen NetzwerkenDie Sicherheit des Internets der Dinge und sein Einsatz etwa in Smart Buildings und Industriesteueranlagen

Das Buch ist so konzipiert, dass Leserinnen und Leser mit einem eher praktischen Zugang zum Thema IT- und Netzwerksicherheit genauso profitieren wie jene mit einem mehr theoretischen Zugang. Durch zahlreiche Übungen – inklusive klassischer Klausuraufgaben – ist es sowohl für die Lehre als auch für das Selbststudium bestens geeignet. Zusatzmaterial wie Vorlesungsunterlagen und selektierte Lösungen zu den Übungen sind im Buch enthalten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt in die Thematik des Buches ein und motiviert die Auseinandersetzung mit der Thematik. Es gibt ferner einen Überblick über die einzelnen Kapitel.
Steffen Wendzel

Grundlagen

Frontmatter
2. Grundlagen der Netzwerktechnik
Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit den Grundlagen der Netzwerktechnik. Insbesondere werden dabei selektierte Aspekte betrachtet, die zum Verständnis des restlichen Buches notwendig sind. Sie erhalten ein Verständnis für die Funktionsweise und die Fähigkeiten von diversen Netzwerkprotokollen. Zum einen ist dies notwendig, um Angriffe zu verstehen. Zum anderen, damit Schutzmechanismen nachvollziehbar sind.
Steffen Wendzel
3. Grundlagen der IT-Sicherheit
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt die Grundlagen der IT-Sicherheit ein. Es betrachtet die wichtigsten Begriffe samt Schutzzielen, zentrale Aspekte von Authentifizierung und Zugriffsschutz, das Thema Privatsphäre sowie Schadsoftware. Außerdem gibt es einen Einblick in nicht-technische Bereiche, die mit der IT-Sicherheit in Verbindung stehen. Das Kapitel schließt mit einem Einblick in die Wissenschaftlichkeit der IT-Sicherheit (Science of Security).
Steffen Wendzel

Kryptografie

Frontmatter
4. Einführung in die Kryptografie
Zusammenfassung
Dieses Kapitel stellt eine Einführung in die Kryptografie dar. Es behandelt Grundbegriffe sowie historische Verfahren (Caesar, Vigenère, Vernam) und deren Kryptoanalyse (Friedman-Angriff und Kasiski-Test). Anschließend vermittelt es die Funktionsweise bedeutsamer Strom- und Blockchiffren ((3)DES und AES) sowie die Grundlagen von Zufallszahlengeneratoren und Hashfunktionen. Es führt ferner in informationstheoretische Grundlagen ein und befasst sich mit asymmetrischen Verfahren (Schlüsselaustausch über einen unsicheren Kommunikationskanal sowie RSA).
Steffen Wendzel
5. Weiterführende Themen der Kryptografie
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt in die Grundlagen der Public Key Infrastructure (PKI) und der Virtuellen Privaten Netzwerke (VPN), insbesondere IPSec und TLS, ein. Anschließend werden die technischen Grundzüge des Onion Routings betrachtet und das Gebiet der visuellen Kryptografie vorgestellt. Das Kapitel schließt mit einer kurzen Betrachtung der drei Gebiete Secure Multi-Party Computation, homomorphe Verschlüsselung und Aufteilung von Geheimnissen.
Steffen Wendzel

Netzwerksicherheit

Frontmatter
6. Einführung in die Netzwerksicherheit
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt Sie in die Grundzüge der IT-Sicherheit für Netzwerke ein. Es erläutert Grundbegriffe und elementare Konzepte, die zum Verständnis der folgenden Kapitel von Bedeutung sind.
Steffen Wendzel
7. Angriffe auf TCP/IP-Netzwerkprotokolle
Zusammenfassung
Dieses Kapitel befasst sich mit Angriffen auf die Netzwerkprotokolle der verschiedenen Schichten des TCP/IP-Modells. Beginnend mit der Netzzugangsschicht werden schließlich Angriffe auf die Anwendungsschicht erläutert.
Steffen Wendzel
8. Absicherung der Netzwerkschichten
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Techniken zur Absicherung von einzelnen Netzwerkschichten behandelt. Es beginnt dabei mit der Netzzugangsschicht des TCP/IP-Modells und endet bei der Anwendungsschicht.
Steffen Wendzel

Vertiefung

Frontmatter
9. Netzwerksteganografie
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt in die Netzwerksteganografie und verdeckte Kanäle ein. Betrachtet werden dabei die grundlegende Terminologie sowie die bekannten Versteckmuster und selektierte Gegenmaßnahmen.
Steffen Wendzel
10. Sicherheit im Internet der Dinge
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt in die IT-Sicherheit für das Internet der Dinge (IoT) ein. Zunächst wird definiert, was das IoT ist und weshalb IT-Sicherheit im IoT sich von der IT-Sicherheit in klassischen Netzwerken unterscheidet. Es wird erläutert, weshalb im IoT ein Mangel an IT-Sicherheit herrscht und welche Rolle Standardisierung dabei spielt. Anschließend wird das Grundproblem des IoT-Patchings erläutert. Die Gebiete Smart Homes/Buildings und Industriesteueranlagen werden im Detail besprochen. Weitere Anwendungsgebiete (bspw. electronic Healthcare und Landwirtschaft) werden kurz aus Sicherheitssicht erläutert, wobei der Fokus insbesondere auf der Netzwerkkommunikation liegt. Das Ende des Kapitels widmet sich schließlich dem Thema IoT-Forensik.
Steffen Wendzel
Backmatter
Metadaten
Titel
IT-Sicherheit für TCP/IP- und IoT-Netzwerke
verfasst von
Prof. Dr. Steffen Wendzel
Copyright-Jahr
2021
Electronic ISBN
978-3-658-33423-9
Print ISBN
978-3-658-33422-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-33423-9

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