Beschreibung
Zurücksetzen von Sicherheitsmechanismen
In dem internationalen Standard M.3010 (02/2000) der ITU-X ist eine Referenzarchitektur eines Telecommunications Manage¬ ment Network (TMN) zur Überwachung und Steuerung eine Netzes für Telekommunikationsanwendungen beschrieben, bei der davon ausgegangen wird, dass das von dem TMN gesteuerte Netz unter- schiedliche Typen von Netzelementen umfasst, die üblicherwei¬ se mit Hilfe von unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen (d.h. Protokollen, Meldungen, Management Informationen — auch Objektmodell genannt) gesteuert werden.
Dieses TMN umfasst folgende Funktionalitäten:
- Operations Systems Function (OSF) , die das "eigentliche" Management des Telekommunikationsnetzes realisiert.
- Workstation Function (WSF) , die zur Darstellung der Steu¬ ervorgänge und des Netzzustandes für einen menschlichen Anwender des TMN dient.
- Network Element Function (NEF) , die eine Schnittstelle zur Steuerung der Telekommunikations-Funktionen der Netzele— mente darstellt. Die Schnittstelle definiert den spezifi¬ schen Kommunikationsmechanismus des jeweiligen Netzele¬ ments, der ggf. nicht standardisiert ist. Die Summe aller Management Informationen des NE wird als Management Infor— mation Base (MIB) des NE bezeichnet. Sie wird im weiteren auch NE-MlB ganannt.
- Transformation Function (TF) , die zur Verbindung von Kom¬ ponenten mit unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen und insbesondere zur Anbindung von Netzelementen, die kei¬ ne standardisierte NEF aufweisen, an das TMN eingesetzt wird. Sie wird in dem Standard M.3010 (05/96) auch als Me-
diation Function bzw. als Q—Adaption Function bezeichnet.
Desweiteren werden die Funktionalitäten entsprechend des FCAPS Schemas, soweit möglich, in folgende Gruppen klassifi- 5 ziert:
F = Fault C = Configuration A = Accounting 10 P = Performance S = Security
Die Funktionen werden durch gegenständliche Erzeugnisse be¬ wirkt, die beispielsweise als Netzelement (NE) , Operations 15 System (OS) , Applikation, Terminal, Router, Switch, Daten¬ bankserver oder Computerprogrammprodukt ausgebildet sein kön¬ nen, aber selbstverständlich nicht auf diese beschränkt sind.
Die Funktion NEF ist üblicherweise einem NE zugeordnet, wäh- 20 rend die Funktionen OSF und WSF meist einem OS zugeordnet sind. Üblicherweise ist einem OS eine Vielzahl von NE zuge¬ ordnet, wobei das OS meist zentralisiert ist, während die NE in dem Netz dezentral auf eine Vielzahl von Standorten ver¬ teilt sind. 25
,,. Zwischen NE und OS kann ein Data Communicatipn Networks (DCN) zur Übermittlung von Informationen vorgesehen sein. Die Über¬ mittlung folgt den Prinzipien des Transportdienstes, so wie er in den unteren Schichten des ISO/OSI Referenzmodells im 30 internationalen Standard X.200 beschrieben ist.
Ein OS kann mehrere Programme — auch Applikationen oder Soft¬ ware genannt - umfassen. Die Programme können beispielsweise als Managementapplikationen zur Steuerung unterschiedlicher 35 Netztechnologien eines Kommunikationsnetzes ausgebildet sein, von denen jeweils eine für die jeweils gesteuerte Technologie relevante, applikationsspezfische Teilmenge der Resourcen des
Netzes modelliert, visualisiert und gesteuert wird.
Die Programme werden von Hardware (z.B. Prozessor, i/o Bau¬ gruppe) ausgeführt, die in den Einrichtungen vorgesehen ist. Diese Ausführung wird von Supportsoftware (z.B. Multitasking bzw. Multithreading Betriebssystem, Datenbanksystem, Windows System) unterstützt.
Die Security Funktionalität wird in den Erzeugnissen bei- spielsweise durch Sicherheitsmechanismen realisiert, bei de¬ nen der abgesicherte Zugang zu den Erzeugnissen mit Zugangs- bereichtigungen - z.B. über eine Benutzerkennung (userld) und ein Kennwort (password) und/oder über Vorlage eines Sicher¬ heitszertifikats — ermöglicht wird.
In zeitgemäßen Systemen weisen die in OS und NE vorhandenen Sicherheitsmechanismen üblicherweise einen Grundzustand auf. Beispielsweise sind sie nicht aktiviert oder haben eine "de— fault userld" und ein "default password" zum erstmaligen Zu- gang zu den Erzeugnissen, z.B. in der Fabrik oder bei der In¬ betriebnahme beim Kunden. Nach erstmaligen Zugang können von entsprechend privilegierten Benutzern - auch Sicherheitsadmi¬ nistratoren genannt - der Erzeugnisse weitere userID's mit zugehörigen password1s eingerichtet werden. Außerdem wird in diesem Zusammenhang meist das default password geändert. rJ
Nach dem bislang Ausgeführten wird klar, dass die Umsetzung der beschriebenen Architektur in konkrete Lösungen infolge der ausgeprägten Verteiltheit des Systems und der Vielzahl an unterschiedlichen Systemkomponenten und —anforderungen eine hochgradig komplexe technische Problemstellung darstellt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, zumindest eines der bestehenden Probleme zu erkennen und durch Angabe von zumindest einer Lehre zum technischen Handeln zu lösen.
Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen:
- Bei Verlust einer Zugangsberechtigungen ist für deren (e- hemaligen) Besitzer kein Zugang zu dem derart gesicherten System mehr möglich. Bei Verlust aller Zugangsberechtigun¬ gen ist überhaupt kein Zugang zu dem System mehr möglich. In diesem Fall wird meist mit Hilfe einer Sonderprozedur der Zugang zu dem System wieder hergestellt. Gleiches kann auch dann erforderlich sein, wenn die Zugangsberechtigung des Sicherheitsadministrators verloren geht. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein besonders wichtiges Kennwort wie das des Sicherheitsadministrators (z.B. unter Unix die sogenannte "root" — Kennung) verloren gegangen ist, weil dann das NE nicht mehr sinnvoll administriert werden kann. Vergleichbares gilt, wenn das Zertifikat für den Sicher— heitsadministrator abgelaufen ist und vom NE nicht mehr akzeptiert wird. Als Folge dieses Verlusts kann das be¬ troffene NE zunächst nicht mehr vollständig verwaltet wer¬ den. Dies kann mit der zeit dazu führen, dass das Netzele— ment überhaupt nicht mehr kontrollierbar ist, weil z.B. wegen längerer Nichtnutzung von Operatorkennungen diese automatisiert gesperrt werden und durch den Sicherheitsad¬ ministrator freigegeben werden müssen, der aber ebenfalls nicht mehr nutzbar ist. Dies führt zu Kosten beim Netz- betreiber und ggf. zu Kosten beim Hersteller. Aus diesem Grunde muss es ein kontrolliertes Verfahren sgeben, dass die vollständige Kontrolle des Netzelementes wieder ermög¬ licht.
- Die Anforderungen der Telekommunikationsbetreiber hin¬ sichtlich Zugangskontrolle an Netzelemente mittels Sicher— heitsmechanismen, die eine Benutzerkennung und ein Kenn¬ wort oder ein Benutzerzertifikat erfordern, nehmen zu. Mithin steigt auch die Anforderung, dass es für einen Be- nutzer keine Möglichkeit geben darf, diese Sicherheitsme— chanismen zu umgehen.
Dazu im Widerspruch steht die Anforderung, dass es bei Verlust bestimmter oder aller Zugangsberechtigungen mög¬ lich sein muss, den oder die Sicherheitsmechanismen zurück zu setzen.
- Die bekannten Techniken zum Zurücksetzen der Sicherheits¬ mechanismen haben unerwünschte Nebeneffekte und verstoßen insbesondere zu stark gegen die Anforderung, dass es für einen Benutzer keine Möglichkeit geben darf, diese Sicher— heitsmechanismen zu umgehen:
Eine Technik sieht vor, dass für den Fall, dass beispiels¬ weise das Passwort des Sicherheitsadministrators verloren gegangen ist, der Zugang durch Ersetzen des Inhaltes der internen Datenbank der Netzelemente durch ein Backup, das ein bekanntes Kennwort enthält, wieder ermöglicht wird. Bei dem Ersetzen des Inhalts der Datenbank durch einen Backup werden meist auch in dem Backup enthaltene, veral¬ tete Konfigurationsdaten auf das NE geladen und das NE mit veralteten Daten wieder in Betrieb genommen. Hier besteht auch die Gefahr, dass wegen der veralteten Daten Verkehr abgeworfen wird.
Eine andere Technik sieht vor, die NE interne Datenbank durch Ziehen und Stecken der sogenannten Datenbankkarte und durch Ziehen und ..Stecken der Hauptkontrollplatine zu löschen. Bei dem ziehen und Stecken der Datenbankkarte ist anschließend ein Zustand wie bei einer Erstinstallation erreicht. Alle bislang eingerichteten Konfigurationsdaten sind ebenfalls gelöscht, weil sie in derselben Datenbank liegen wie die Zugangsberechtigungen. Das NE muss wieder mühsam konfiguriert werden; der bestehende Verkehr wird unterbrochen.
Eine Lösung für diese erfindungsgemäß erkannte Problemsitua¬ tion sowie vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in
den Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len, die auch in den Figuren dargestellt sind, erläutert. Es sei betont, dass die aufgezeigten Ausführungen der Erfindung trotz ihrer teilweise sehr detailgetreuen Darstellung ledig¬ lich beispielhafter Natur und nicht einschränkend zu verste¬ hen sind. Es zeigt:
Figur 1 eine beispielhafte Anordnung, umfassend ein zentrales Operations System OS mit Applikationen A zur Steue¬ rung von dezentralen Elementen NE eines Kommunika¬ tionsnetzes KN
Als Lösung des Widerspruchs zwischen der geforderten Unumgeh— barkeit und der geforderten Zurücksetzbarkeit der Sicher¬ heitsmechanismen wird vorgeschlagen, dass die Forderung nach der Unmöglichkeit der Umgehung der Sicherheitsmechanismen möglichst wenig verletzt wird. Dies wird bewirkt, indem fol- gende Kriterien zumindest teilweise erfüllt werden:
1. Die Sicherheitsmechanismen dürfen nur lokal (mit physi¬ kalischen Kontakt zum NE) außer Betrieb genommen werden.
2. Die Außerbetriebnahme der Sicherheitsmechanismen erfor¬ dert zeitliche, d.h. zumindest kurzzeitige Änderung der Hardware-Konfiguration (z.B. Ziehen und Stecken von Bau¬ gruppen) .
Zusätzlich soll eine weitere Bedingungen erfüllt sein, die eine Nutzung nach dem Zurücksetzen für einen unberechtigten Angreifer erschweren:
3. Die Datenbank für die Hauptplatine des NE wird ge- löscht.
Damit der Schaden für den Betreiber klein bleibt, soll fol¬ gende Bedingung auch erfüllt sein:
4. Währung dieser Aktionen darf es nicht zum Verkehrsab- wurf seitens des NE kommen.
Zur zumindest teilweisen Erfüllung dieser Kriterien werden die den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Konfigurationsda¬ ten so getrennt von den anderen Daten gespeichert, dass die nicht den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Konfigurations¬ und Messdaten unverändert erhalten bleiben können, während die den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Daten zurückge¬ setzt werden.
Dies ist auch notwendig, wenn es sich um Kennworte handelt, die aus dem NE nicht gelesen werden dürfen. Dieses Leseverbot gilt auch, wenn Kennworte dauerhaft gespeichert werden und das Hochladen der NE—internen Daten möglich ist. In diesem Fall dürfen die Speicherbereiche, die Konfigurations- und an- dere Daten von Sicherheitsmechanismen dauerhaft halten, nicht im Rahmen eines Backup der Daten hochladbar sein.
Bei einer Ausführung der Erfindung, bei der die physikalisch getrennt gespeicherten Daten auf derselben Baugruppe gespei- chert werden, können deshalb die nicht den Sicherheitsmecha¬ nismen zugeordneten Konfigurations— und Messdaten in die NE- interne dauerhafte Datenbank zurückgeschrieben werden, ohne dass sich etwas an den gespeicherten Konfigurationsdaten für Sicherheitsmechanismen ändert. Werden dabei die nicht den Si- cherheitsmechanismen zugeordneten Konfigurations— und Messda¬ ten regelmäßig gesichert, können nach einem Zurücksetzen der Sicherheitsmechanismen die aktuellsten Daten in das NE zu¬ rückgeschrieben werden und die Steuereinheit des NEs kann ih¬ ren Dienst ohne Unterbrechung des Telekommunikationsverkehrs wieder aufnehmen.
Besonders schöne Vorteile sind mit einer Ausführung verbun¬ den, bei der die den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Kon¬ figurationsdaten dauerhaft physikalisch getrennt, z.B. auf einer speziellen Baugruppe, gespeichert werden und diese Bau- gruppe durch eine andere ersetzt werden kann, die die Konfi¬ gurationsdaten für die Sicherheitsmechanismen in dem Grundzu¬ stand enthält. In diesem Falle entfällt das Hochladen der den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Konfigurations— und Mess¬ daten. In diesem Falle müssen lediglich die Sicherheitsmecha- nismen neu konfiguriert werden, der Telekommunikationsverkehr bleibt davon unberührt. Da in aller Regel der Zugang zu einem Netzelement und damit zu den Baugruppen mit Schlüssel und Schloss gesichert ist, ist auch damit für hinreichende Si¬ cherheit gesorgt.
Nach Durchführung der Außerbetriebnahme und Wiederinbetrieb¬ nahme ist das NE hinsichtlich der Sicherheitsmechanismen in einem Zustand, welcher der Erstinbetriebnahme entspricht. Je nach Grundzustand der Sicherheitsmechanismen sind diese nicht aktiviert oder es steht eine „default userld" und ein „de¬ fault password" für den Sicherheitsadministrator zur Verfü¬ gung.
Die übrigen nicht den Sicherheitsmechanismen zugeordneten Konfigurations- und Messdaten können nach diesen Maßnahmen unverändert wieder zur Verfügung gestellt werden. Die Unter¬ brechung von Telekommunikationsverkehr wird vermieden.
Die Ausführung der Erfindung wird im weiteren auch mit Hilfe der Figur 1 dargestellten Anordnung erklärt, die eine Viel¬ zahl von verteilt angeordneten gegenständlichen Erzeugnissen E umfasst. Die Erzeugnisse E sind beispielsweise als dezen¬ tral verteilt angeordnete Netzelemente NEA, NEB eines Kommu¬ nikationsnetzes KN oder als zentrales Operations System OS mit Applikationen A zur Steuerung der dezentralen Elementen NE des Kommunikationsnetzes KN ausgebildet. Die Erzeugnisse weisen Sicherheitesmechanismen SM zum Verhinderung einer un-
befugten Benutzung der Erzeugnisse auf, weil diese Erzeugnis¬ se Ξ nicht von beliebigen Personen uneingeschränkt gesteuert werden dürfen. Die Applikationen A sind beispielsweise als Applikation B/R zum Backup und Restore von nicht den Sicher- heitsmechanismen SM zugeordneten Konfigurations— und Messda¬ ten DCM der Netzelemente NE ausgebildet. Weiterhin werden in den Netzelementen NE den Sicherheitsmechanismen SM zugeordne¬ te Konfigurationsdaten DΞM gespeichert, die beispielsweise als Pärchen userld/password oder als Sicherheitszertifikate ausgebildet sind. Die Daten DSM sind für die Applikation B/R nicht zugänglich und können nicht in das Operations System OS übermittelt werden.
Die Erzeugnisse E umfassen Hardware - insbesondere Prozesso- ren und Speichermittel -, mit deren Hilfe insbesondere dieje¬ nigen Erzeugnisse E durchgeführt werden, die als Computerpro¬ grammprodukt P bzw. als Programm P ausbildet sind. Die Hard¬ ware kann auch unmittbar den Erzeugnissen E entsprechen, bei¬ spielsweise als Application Specific Integrated Circuit (ASIC) oder ein gleichwertiges gegenständliches Erzeugnis E.
Den als Applikationen A ausgebildeten Erzeugnissen können die TMN Funktionsblöcke Operations Systems Function (OSF) und Workstation Function (WSF) , den als Netzelemente NE ausgebil- deten Erzeugnissen der TMN Funktionsblock Network Element Function (NEF) zugeordnet sein.
Das Operations System OS und die Netzelemente NE sind durch ein in der Fachwelt als Data Communication Network (DCN) be- zeichnetes Datennetz verbunden, über das die Daten DCM beim Backup/Restöre durch die Applikation B/R übermittelt werden.
Die Netzelemente NE umfassen jeweils zumindest eine Baugruppe BG. In beiden Netzelementen NE sind die Daten DSM und DCM von— einander getrennt gespeichert. Im Netzelement NEB sind sie darüber hinaus physikalisch dauerhaft getrennt gespeichert.
In dem Netzelement NEA liegen die Daten DEM und DCM auf der¬ selben Baugruppe BGA2 und sogar in derselben Datenbank DBA, werden dort allerdings in unterschiedlichen Speicherbereichen so getrennt gespeichert, dass nur die Daten DCM, aber nicht 5 die Daten DSM nach außen zugänglich sind und z.B. über das DCN an das Operations Systems OS übermittelt werden können und umgekehrt.
Bei Zurücksetzen des Sicherheitsmechanismus SM des Netzele- 10 ments NEA werden bevorzugt zunächst die Daten Dt;M von der Ap¬ plikation B/R in das Operations System OS geladen. Dann wird die Baugruppe BGA2 solange gezogen, bis die Datenbank DBΛ und mithin die Daten DCM und DSM in dem Netzelement NEA gelöscht sind. Nach dem Löschen der Daten DSM befindet sich der Si- 15 cherheitsmechanismus SM des Netzelement NEA wieder in seinem Grundzustand und ist entweder deaktiviert und weißt wieder die ursprüngliche default userld und das ursprünglichen de¬ fault password für den Sicherheitsadministrator auf. Im An— Schluss werden die Daten DCM mit Hilfe der Applikation B/R 20 wieder in das Netzelement NEA eingespielt, so dass dieses wieder voll betriebsfähig ist und seine Sicherheitseinstel— lungen wieder konfiguriert werden können.
In dem Netzelement NEB sind die Daten DSM und D0M auf unter- 25 schiedlichen Baugruppe BGB physikalisch dauerhaft getrennt ,.. gespeichert. Die Daten DSM liegen auf der Baugruppe BGBi in der Datenbank DBBi. Die Daten DCM liegen in der Datenbank DBB2, die über die Baugruppen BGB2-4 verteilt ist. Das Netzelement NEB ist so eingerichtet, dass nur die Daten T)cn, aber nicht 30 die Daten DSM nach außen zugänglich sind und z.B. über das DCN an das Operations Systems OS übermittelt werden können und umgekehrt.
Bei Zurücksetzen des Sicherheitsmechanismus SM des Netzele- 35 ments NEB werden ist keine Sicherung der Daten DCM von der Ap¬ plikation B/R in das Operations System OS erforderlich. Dank der physikalisch getrennten Speicherung kann die Baugruppe
BGBI unmittelbar solange gezogen werden, bis die Datenbank DBB1 und mithin die Daten DSM in dem Netzelement NEA gelöscht sind. Nach dem Löschen der Daten DSM befindet sich der Si¬ cherheitsmechanismus SM des Netzelement NEB wieder in seinem Grundzustand und ist entweder deaktiviert und weißt wieder die ursprüngliche default userld und das ursprünglichen de¬ fault password für den Sicherheitsadministrator auf. Die Da¬ ten DCM bleiben während dieses Zurücksetzens vollständig im Netzelement NEB erhalten, so dass dieses dauerhaft auch wäh- rend des Zurücksetzens des Sicherheitsmechanismus SM voll be¬ triebsfähig bleibt.
Mit der Erfindung ist eine Vielzahl von Vorteilen verbunden:
- Wegen des Eingriffs von innerhalb des Erzeugnisses wird ein Eindringen in das Erzeugnis und insbesondere eine un¬ befugte Manipulation des Sicherheitsmechanismus von außer¬ halb, insbesondere von dem Operations Systems OS oder über das Data Communication Network, das u.a. auch das Internet umfassen könnte, wirksam verhindert.
- Wegen der physikalischen Trennung bleiben die übrigen Kon- figurations- und Messdaten beim Zurücksetzen der Sicher¬ heitsmechanismen unverändert.
- Ein Benutzer, der..keinen physikalischen Zugang zum NE hat, kann aktive Sicherheitsmechanismen nicht umgehen.
- Der Zugang zu dem Netzelement kann auf sehr einfach Weise .durch die Nutzung von Schlüssel und Schloss auf einen aus¬ gewählten Personenkreis eingeschränkt werden, die dann das Zurücksetzen von Sicherheitsmechanismen durchführen kön¬ nen.
— Die durch fehlende Bedienbarkeit eines NE bedingten Kosten werden auf ein Minimum reduziert. Für einen Netzbetreiber ergeben sich durch Reduktion der OPEX (OPerational EXpen-
ses) wirtschaftliche Vorteile.
- Eine Umsetzung der Erfindung erfordert keine prinzipiellen Änderungen des bisherigen Standes der Technik, sondern lässt sich grundsätzlich nachträglich als Baustein - ins¬ besondere als modifiziertes oder zusätzliches Computerpro— grammprodukt — einfügen.
- Der Zeitpunkt der Realisierung ist unabhängig von dem Zeitpunkt der Realisierung anderer Funktionen.
- Mit der Erfindung wird sichergestellt, dass die einzelnen Komponenten des Gesamtsystems nur in geringem Maße be¬ lastet werden und damit die Stabilität des Gesamtsystems erhöht wird.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung der für die Erfindung relevanten Komponenten des Systems grundsätzlich nicht einschränkend in Hinblick auf eine be— stimmte physikalische Realisierung oder Zuordnung zu verste¬ hen ist. Für einen einschlägigen Fachmann ist insbesondere offensichtlich, dass die Erfindung teilweise oder vollständig in Software und über mehrere physikalische Erzeugnisse / Computerprogrammprodukte verteilt realisiert werden kann.