EP3231150A1 - Verfahren und vorrichtung zur übertragung von daten in getrennten netzen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur übertragung von daten in getrennten netzen

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Publication number
EP3231150A1
EP3231150A1 EP15801356.5A EP15801356A EP3231150A1 EP 3231150 A1 EP3231150 A1 EP 3231150A1 EP 15801356 A EP15801356 A EP 15801356A EP 3231150 A1 EP3231150 A1 EP 3231150A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
data
audio data
computer
memory area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15801356.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Köhler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seciq Holding GmbH
Original Assignee
Seciq Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seciq Holding GmbH filed Critical Seciq Holding GmbH
Publication of EP3231150A1 publication Critical patent/EP3231150A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/02—Network architectures or network communication protocols for network security for separating internal from external traffic, e.g. firewalls
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/436—Interfacing a local distribution network, e.g. communicating with another STB or one or more peripheral devices inside the home
    • H04N21/4367—Establishing a secure communication between the client and a peripheral device or smart card

Definitions

  • the invention relates to a method and a usable device for transmitting data between an open or insecure computer network, in particular a network of computer networks such as the Internet, etc., and a closed computer arrangement.
  • the protocols RFB Remote Frame Buffer Protocol
  • Mac computers only suitable for remote screen transmission and for the transmission of keyboard and mouse input
  • the program VNC based thereon Virtual Network Computing
  • RDP Remote Desktop Protocol
  • the direct access of the control computer to the Internet is usually blocked by a firewall and should therefore not be vulnerable directly from the Internet.
  • firewalls and other protection mechanisms especially in a targeted attack, are bypassable.
  • An increased risk exists especially if the security-relevant software of the firewalls contains errors, which is the rule in the complexity of today's software.
  • many manufacturers are forced to incorporate back doors for government agencies in their safety components. This often explains the many recent successful break-ins in internal networks that are protected by professional firewalls.
  • This object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 10.
  • a computer of the open computer network receives incoming first picture and / or audio data, for example the current image of the Internet browser or website content, stored in a pre-precisely reserved first transfer memory of a connected to the open computer network memory.
  • This computer of the open computer network may be any instance or device which is integrated in the open computer network or connected to the open computer network, for example, has an Internet access to the image and / or Transfer audio data and store it in the memory.
  • first image and / or audio data are read out by means of a secure, preferably hardware-based, data copying unit via a unidirectional memory access from the first transfer memory. It will be then generates second image and / or audio data, which in each case represent an image that is defined by the first image and / or audio data (currently read out of the first transfer memory area). These second image and / or audio data are then forwarded to the completed computer arrangement for further processing, in particular display and / or storage.
  • the completed computer arrangement can be a single-user computer or a network to be secured with several computers or even partial networks, ie. H. also comprise a network of computer networks.
  • This completed computer arrangement is "completed" in the sense that there is no physical connection between the closed computer arrangement and the open computer network except via the method according to the invention or with the device according to the invention.
  • the audio data can be z. B. to act a digital image of the analog audio signal, z. B. in the form of amplitude values as a function of time.
  • "Moving pictures” or “moving picture data” here are to be understood sequences of individual pictures, which can also represent a video data stream.
  • the method according to the invention only the raw local images of the data are transmitted, and not the original data or part of the original data, as in the case of the above-described method described by K. Gennuso, for example.
  • it is a method of transferring images of data, ie the images of the original rendered data and not the original data itself, between the open or insecure computer network, not by the first image and / or audio data itself, but based on it newly generated second image and / or audio data are used internally.
  • no data subject to interpretation is passed, which must still be interpreted on the basis of metadata and therefore manipulated. bar and could be used for attacks on the completed computer arrangement, but only metadata-free media data. It is therefore a protocol-free memory access in which only a convention on the address of the transfer memory area is required, from which the hardware-based data copying unit can read the data.
  • a memory area, in particular transfer memory area, in the sense of the invention may also comprise a plurality of individual (partial) memory areas, which may also be assigned different data or functions, for example a memory area for the picture data and a further memory area for the audio data. These storage areas may also be arranged on different physical memories.
  • the transfer memory area for the image data can be, for example, a video frame buffer of the computer connected to the open computer network, so that images, and / or moving image data in the form of individual images (frames) are stored there repeatedly, in particular cyclically at defined time intervals and be picked up by the data copying unit.
  • an audioring memory may preferably be used as the transfer memory area.
  • the unidirectional memory access to multiple physical and / or logical memory areas can be done.
  • a "hardware-based" data copying unit is understood to mean a data copying unit whose essential components, in particular also the definition of the addresses of the transfer memory area, are determined by hardware and which, in particular, are not determined by any software that comes via the open computer network If this data copying unit also contains software components at all, these are at most implemented by a separate access directly to the physical data copying unit, but particularly preferably there is no possibility of software manipulation, but the entire data copying unit is constructed only in the form of hardware , For example, by means of suitable ASICS, etc., where - if an adjustment of addresses in principle should be allowed - this example, by hardware switching banks or the like can be adjusted, which then z. B. are sealed or their setting can only be changed by specially authorized personnel.
  • a corresponding device according to the invention for the transmission of data between the open computer network and the closed computer arrangement has for this purpose an "external" computer unit which is designed to receive first picture and / or audio data from a computer of the open computer network
  • this device has the said, preferably hardware-based, data copying unit
  • the device comprises an "internal" computer unit, which is designed to store the data second image and / or audio data in the completed computer arrangement to pass.
  • outer and inner computer units are to be understood that the external computer unit is connected to the open computer network and thus ultimately forms part of this open computer network, whereas the internal computer unit just no connection except via the hardware-based Data Copy unit has to the open computer network, but instead is connected to the completed computer arrangement or is a part of this.
  • inside or “internally” and “externally” or “externally” are also to be understood below.
  • the image data within the hardware-based data copying unit can use a type of display and an image recording device, for example a camera, which displays the image displayed on the display, which is actually based on the current data Transferred storage area deposited image data, records and outputs the data generated as second image data again or stored in a further memory area.
  • the audio data could be outputted to a sound output device and recorded by means of a microphone or the like second audio data as an "image" of the first audio data, in which case the image data is transmitted purely optically and the audio data is transmitted acoustically.
  • the second image and / or audio data are particularly preferably generated on the basis of the first image and / or audio data with a method which is carried out independently by the data copying unit and is neither processed by the open computer system. Network is still completely controllable from the completed computer arrangement.
  • the generation of the second image and / or audio data on the basis of the first image and / or audio data is not completely determinable or predictable from the outside.
  • the data may be changed slightly, but preferably so that in the image data this is optically not visible to a user and not audible with respect to the audio data, but on the other hand not the original bits of the first image and / or audio data are transmitted.
  • the second image and / or audio data are generated on the basis of the first image and / or audio data using random numbers.
  • these are true random numbers, which in turn can be generated based on hardware, for example based on noise at a PN junction of a semiconductor or the like.
  • a pseudo or quasi-random number generator it is preferably ensured that it is restarted in relatively short time intervals with new start parameter values, whereby these start parameter values can be generated on the basis of a true random event so as not to cause any long quasi-randomization. or generate pseudo-random number chains which, with a correspondingly high outlay, could possibly be predictable again.
  • the change of the image and / or audio data preferably takes place so that they are below the markability threshold for the human eye (for the image data) or for the human ear (for the audio data), so that the image and / or audio data for the user apparently unadulterated transmitted.
  • keyboard inputs and / or inputs by means of a pointer arrangement, such as a mouse are required by the user.
  • input data from the closed computer arrangement are preferably provided.
  • an input device of a user interface for example a simple input device such as a keyboard or mouse, copied from a first input memory of the completed computer arrangement in a connected to the open computer network second input memory area.
  • the first and / or the second input memory area can also have several
  • (Partial) memory areas include, for example, a keypad memory, a mouse ring memory, etc. Again, at least the second input memory area, but preferably also the first input memory area are defined in advance precisely, ie. H. the address ranges are specified in advance.
  • the copying of the input data from the first input memory into the second input memory preferably takes place with the aid of a hardware-based data copying unit, particularly preferably with the data copying unit described above.
  • This copying process is preferably also unidirectional, in which case it is only possible to write to the second input memory, which is in fact connected to the open computer network, ie no read access on the part of the open computer network to the first input memory is possible.
  • the data rate is very particularly preferably limited to a predetermined, preferably input device-dependent, safety limit value when copying the input data into the second input memory.
  • This limitation provides for increased protection against attacks from the inside itself, ie by persons who have access to the closed computer arrangement, but want to create unauthorized data via the open computer network to the outside, for example, to spy on an organization.
  • a suitable safety limit it can be ensured that maximally as much data per time is given out to the outside via this interface, as described, for example, in US Pat. B. are usually required to operate an Internet application.
  • a transport of larger amounts of data is deliberately impeded in such a way that Data usage via this route is extremely unattractive or even completely impractical.
  • the security threshold is preferably selected so that no more than 10 keystrokes per second, more preferably no more than 5 keystrokes per second, can be transmitted.
  • a mouse as input device, it is ensured that not more than 1000 actions per second, particularly preferably not more than 100 actions per second, for example mouse clicks or position updates or the like, can be transmitted or copied into the second input memory.
  • the first input memory and / or the second input memory are dimensioned correspondingly small and / or the memory access frequency is lowered.
  • data limitation can of course also be dispensed with.
  • third image and / or audio data preferably originating from the completed computer arrangement can preferably be stored in a preferably also previously precisely reserved third transfer memory area within the closed area.
  • the third image and / or audio data are read out again via a unidirectional memory access from the third transfer memory area by means of a preferably hardware-based, data copying unit, preferably the same hardware-based data copying unit which is also used for the first image and / or audio data.
  • Corresponding fourth image and / or audio data are then generated, each representing a (local) image, which is defined by the third image and / or audio data currently being fetched from the third transfer memory area.
  • the fourth image and / or audio data is then processed for further processing and / or storage in the open network via a unidirectional memory access in one again stored in advance precisely reserved fourth transfer memory area of a connected to the open computer network memory. Again, no read access from the outside is possible, but the data copy unit writes in this fourth specified transfer memory area.
  • the fourth image and / or audio data on the basis of the third image and / or audio data can preferably also be generated with a method that can not be controlled from the outside, particularly preferably with the aid of a random number generator.
  • the first image and / or audio data before depositing in the first transfer memory area and / or the second image and / or audio data prior to transfer to the closed computer arrangement cached.
  • the third image and / or audio data and the fourth image and / or audio data are also temporarily stored. The same is also preferable for the input data.
  • the first image and / or audio data can preferably be stored in the first transfer memory area using a remote access protocol (also abbreviated to FZP below) and / or the input data of the input device can preferably be retrieved from the second input memory area using a FZP.
  • a remote access protocol can preferably be used in Microsoft applications, an RDP protocol (Remote Desktop Protocol) and in Unix or MAC applications, an RFB protocol (Remote Frame Buffer Protocol).
  • the device according to the invention preferably comprises an external remote access protocol server with an interface for integration into the open or insecure computer network.
  • This interface may be a standard WLAN or LAN interface or an interface via a mobile radio network or the like.
  • this remote access log server has an Internet application program such as a browser or the like.
  • the external computer unit of the device according to the invention then additionally has a remote access protocol client to communicate with the Remote Access Log Server To exchange data according to the defined remote access protocol.
  • a remote access protocol is preferably also used on the secure, inner side,
  • the second image and / or audio data are made using a remote access protocol second, already located in the safe area transfer memory area of the completed computer arrangement passed and / or the inputs of the input area are stored using a remote access protocol in the first input memory area.
  • an RFB protocol or an RDP protocol can be used.
  • the inventive apparatus preferably comprises an internal remote access protocol client having a user interface, such as a user's laptop or computer in the secure area, and the internal computer unit of the device comprises a remote access protocol server for communicating with the internal remote access protocol client data to replace the defined remote access protocol.
  • the non-secure outer side and the secure inner side are provided with remote access protocol servers and clients chained one after the other, with the remote access protocol server on the inner side with the remote access protocol client on the outer side Page is coupled via the data copier unit.
  • the device comprises a number of (ie, at least one) virtual remote access remote protocol servers on a computing device integrated with the open computer network.
  • the inventive device or the external computing unit of the device according to the invention can directly via the open computer network by means of a suitable network interface, such as a LAN connection, wireless LAN connection, Mobile network or the like, be coupled to the open computer network.
  • a suitable network interface such as a LAN connection, wireless LAN connection, Mobile network or the like
  • the method according to the invention and the device according to the invention should not only be available for use on single-user computers, but it should also be possible to securely connect closed-loop networks with several computer units, for example a company intranet
  • the device it is particularly preferred for the device to have a plurality of virtual external remote access protocol servers on a computer device integrated in the open computer network, and to provide access to applications in the open computer network
  • the external computer unit can correspondingly have a first transfer memory area with a multiplicity of individual (partial) memory areas for the picture and / or audio data of the different types en separately parallel running channels, wherein for each parallel channel in each case second image and / or audio data are to be generated as local images.
  • the virtual remote access protocol servers can otherwise be permanently set up, ie, a separate virtual FZP server with its own memory area is assigned to different users operating on the secure side within the computer device in the open computer network, so that the user has presettings there deposit for yourself and use again in a later session can.
  • the remote access log server is recreated, for example, with generally default settings. After completing the session, this FZP server is completely deleted again. This has the additional benefit of automatically destroying any malware received on the remote access log server after the session ends.
  • the internal computer unit can accordingly have a plurality of remote access protocol servers and the completed computer arrangement then indicates e.g. comprise a number of internal remote access protocol clients, each coupled to a user interface and each accessing a remote access protocol server of the internal processing unit, especially dedicated during a session.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention.
  • the non-secure computer network 2 is one or more computers which are connected to the Internet 27 or are integrated in the latter and via which it is correspondingly possible
  • the open, so potentially unsafe computer network 2 of the completed computer assembly 1 in Figure 1 as the simplest example a Single-user computer 5, for example a laptop
  • a part of this device 50 is already part of the insecure computer network 2, whereas another part of the device 50 is already counted to the completed computer arrangement 1 could.
  • the device 50 here consists of an external computer unit 7, which is integrated in the open computer network 2, an internal computer unit 9, which is connected in the closed computer arrangement 1 or connected to the laptop 5, and a hardware-based data copying unit 11 which enables the internal computer unit 9 to read or write to precisely defined storage areas of the external computer unit 7.
  • This hardware-based data copying unit 1 1 provides in the manner according to the invention for a data transport, without forming a true network connection in the conventional sense, but only a logless memory access for a well-defined mapping of data from certain memory areas of the external computer unit in memory areas of the internal processing unit and vice versa , All memory accesses are only unidirectional, wherein the memory areas in the outer computer unit 7 by the data copying unit incoming data only read-only or outgoing data only write-access. On the part of the external computer unit 7, no read or write access in the direction of the data copying unit 11 or the internal computer unit 9 is possible at all.
  • the closed computer arrangement 1 (also referred to below more generally as “internal network” 1) is completely network-technically separated from the insecure computer network 2 (also referred to below as “external network” 2).
  • the internal network 1 is under no circumstances directly accessible from the external network 2 and thus not vulnerable via the external network 2.
  • Only images (in particular also of the web page content) can be transported unidirectionally between the outer computer unit 7 and the inner computer unit 9 by means of the data copying unit 11.
  • the memory copies can only be performed by the internal computer unit 9.
  • the memory areas from which the images for the internal network 1 are generated are true end stations.
  • FIG. 1 access to the Internet 27 by means of a computer 3, which is connected directly to the Internet, for example via LAN, WLAN or other network interface.
  • a computer 3 which is connected directly to the Internet, for example via LAN, WLAN or other network interface.
  • This can, as will be explained later, also be a virtualized computer.
  • This computer 3 is remotely controlled via a remote access protocol (FZP).
  • FZP remote access protocol
  • an FZP server 4 is installed on the computer 3.
  • On the outer computer unit 7, a matching FZP client 8 is installed on the outer computer unit 7.
  • an FZP client 6 is installed in the internal network 1 on the computer 5 and an FZP server 10 is installed on the internal computer unit 9 of the device 50.
  • a client application 18 can be remotely controlled on the external computer 3 by means of the local FZP server, the device 50 according to the invention with the external computer unit 7 with the external FZP client 8 and the internal computer unit 9 with the internal FZP server 10 and the data copying unit 1 1 operating in the form of special hardware acting therebetween as a proxy for the FZP. is used.
  • This proxy forwards the necessary for remote control FZP data streams, but at the same time ensures the separation according to the invention, so that no network data, but only secure images of the information, namely image and / or audio data or control information from input devices, such as the keyboard 5T or the mouse 5M, the computer 5 are transmitted.
  • the necessary data exchange takes place as follows: In the main memory of the external computer unit 7 there is a precisely defined addressable memory area 13U for the audio data AD1 of the external computer 3. For example, these are taken from the audioring memory of the computer 3. Likewise located in the main memory of the outer computer unit 7 is a precisely defined memory area 16U for the image or moving image data VD1 which are taken over by the external computer 3 via the remote access protocol, for example from the frame buffer of the external computer 3.
  • This first audio data AD1 and first video data VD1 in the sub-memory areas 13U, 16U are cyclically updated, as otherwise provided in accordance with the remote access protocol.
  • the data from the data copying unit 11 are cyclically transferred from the memory areas 13U , 16U read out. This is a read-only access to the precisely predefined memory areas 13U, 16U.
  • the data copying unit 1 1 has a reading unit for each of the storage areas 13U, 16U.
  • the read data is then fed to another unit, which could also be called an entropy unit, which adds variability to the data. That is, second audio data AD2 and second image data VD2, which are a relatively accurate local image of the first audio data AD1 and AD2, are generated from the incoming first audio data AD1 and first image data VD1 first image data are VD1, but are not completely identical to these.
  • the added variability in the data is such that it is below the perceivable threshold for the user.
  • a random number generator 12 is preferably used for this, which generates random numbers, for example, from the noise of a PN junction of a semiconductor. These random numbers are then used in the algorithm for generating the second audio data AD2 and second image data VD2 on the basis of the first audio data AD1 and first image data VD1 from the entropy unit.
  • a modification of the data is shown in Figure 1 by the circles in the unidirectional memory access 20 (or memory access path 20).
  • the generated slightly different second audio data AD2 and image data VD2 are stored in precisely predefined memory areas 13S, 16S in the main memory of the internal computer unit 9 and can be further processed there from the internal FZP server 10 implemented on the internal computer unit 9 or to the FZP Client 6 are routed to the computer 5 of the user and output there. Therefore, the user sees on his computer 5 a client application 22, as it corresponds to the client application 18 on the external computer 3, for example, the current image of the Internet browser.
  • the access of the data copying unit 1 1 to the memory areas 13U, 16U, 13S, 16S of the outer computer unit 7 and the inner computer unit 9 takes place as explained unidirectionally, ie only read in the direction of the outer computer unit 7 and in the direction of the inner computer unit 9 only.
  • this access can also be implemented by means of DMA (Direct Memory Access) or RDMA (Remote Direct Memory Access), in order to achieve the highest possible diziness to realize.
  • the data copying unit 1 1 is realized here as a pure hardware device. If an implementation using firmware is desired, this is also possible. In this case, however, the firmware should be through a separate physical access, such as a USB plug, that is completely separate from the other networks, so that a technician with an appropriate level of confidentiality can update the data copying unit 1 1 via this USB access or the like.
  • Control data or input data TD, MD from the keyboard 5T and the mouse 5M of the internal computer 5 are first transferred from the keyboard ring memory and mouse ring memory of the computer 5 in corresponding memory areas 14S, 15S in the main memory of the internal computer arrangement 9 by means of the remote access protocol. From there, it is then possible to copy these data TD, MD again via a unidirectional memory access 23 into corresponding memory areas 14U, 15U which have been defined in advance for this purpose in the main memory of the external computer unit 7. In this case, only one write access of the data copy unit 1 1 to these memory areas 14U, 15U of the outer computer unit 7 takes place.
  • this copying takes place using a data rate limiter which ensures that the channel for the control data is not broadband Data channel can be used.
  • the memory areas 14U, 15U are designed only limited. For example, it ensures that no more than 10 keystrokes per second are transmitted and no more than 1000 mouse actions, such as clicks or position updates.
  • the memory areas 14S, 15S, 14U, 15U for this input data TD, MD may be constructed as usual keyboard ring memory or mouse ring memory and from their respective FZP servers (on the internal processing unit 9) and FZP client 8 (on the outer Computer unit 7) as usual be driven.
  • a transfer of larger amounts of data, such as secret software programs, CAD files etc. via these channels, would then take a long time and would ultimately not be practical. Unauthorized data transport to the outside with the help of unfair persons Those who work as users in the organization with the internal network are then almost completely prevented from doing so.
  • the data transmission of the input data or control data via keyboard, mouse or the like can also take place without such a data limitation. If such a data limitation for outgoing data from the internal network 1 into the external network 2 does not have to be taken into consideration, video data and / or audio data in particular can also be transmitted from the internal network 1 to the external network 2.
  • the moving image data VD3 can be stored, for example, from a frame buffer or in a precisely defined memory area 25S in the main memory of the inner computer unit 9 and correspondingly can audio data AD3 be stored in an audioring memory or precisely defined memory area 24S of the main memory of the internal computer unit 9 ,
  • the data copier unit 1 1 then reads in these third audio data AD3 and third motion picture data VD3, respectively, and generates fourth audio data AD4 and fourth motion picture data VD4 thereon in a similar manner as described above for the path from the external network 2 to the internal network 1 is.
  • Audio data AD4 and moving image data VD4 are written in correspondingly well-defined memory areas 24U, 25U in the main memory of the external computer unit 7, whereby again only a write access from the data copying unit 11 into the memory areas of the external computer unit 7 is possible and no access on the part of external computer unit 7 in the direction of the data copying unit 1 1 or in the direction of the internal network 1.
  • Changes in the audio data AD3, AD4 or moving image data VD3, VD4, z. B. by random numbers, in this way are optional. In principle, a simple copying of the data may also be permitted in this way, unless it is to be feared that software in the image and / or audio data will be smuggled out of the internal network in encrypted form.
  • the outer FZP client 8 on the outer computer unit 7 transmits both the control data or input data from the memory 14U, 15U as well as possibly the audio data AD4 and / or moving image data VD4 to the external computer 3, see FIG that the data can then be further used within the application 18 on the external computer 3.
  • Such a transfer of moving image and audio data to the external computer 3 would be useful, for example, if the user in the internal network 1 is to be allowed to perform a video conference or video call or the like over the Internet.
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a variant of the device 50 according to the invention.
  • the internal network 1 is represented symbolically as a composite of several computers.
  • the external computer 3 is realized as a virtual computer on the outer computer unit 7 within the device 50.
  • This virtual computer 3 then has a corresponding FZP server 4, d. H. the whole operation is exactly as in the variant of Figure 1, but one less device is needed.
  • the device 50 can thus be made available as a physical unit or box and simply interposed in the usual Internet connection between the internal network 1 and the Internet 27.
  • FIG. Another variant is shown in FIG.
  • a server 3 is connected, on which virtually several FZP servers 4 are realized.
  • the device 50 ie both the external computer unit 7 and the internal computer unit 9 and the data copying unit 1 1, are designed so that several channels or sessions for the individual FZP devices Server 4 can be operated.
  • several users of the internal network 1 with their computers can each access the FZP servers 4 assigned to them in the server 3 via the device 50 and use the Internet in the manner according to the invention.
  • the internal and external computer units 9, 7 each have a corresponding number of (likewise virtual) FZP servers and FZP clients, and more memory areas for the audio data, video data, and input data of the various channels must correspond to the number of channels to be provided.
  • the data copying unit 1 1 must be designed so that it can operate several channels in parallel.
  • the FZP server 4 on the server 3 can be designed so that they are each newly created when a session is opened by a user of a computer in the internal network 1, and at the end of the session, this FZP server 4 is deleted again and thus destroyed all possible malware.
  • VD1 first video data
  • VD3 third video data

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung (50) zur Übertragung von Daten zwischen einem offenen Rechner-Netzwerk (2) und einer abgeschlossenen Rechneranordnung (1) beschrieben. Dabei werden erste Bild-und/oder Audiodaten (VD1, AD1) von einem Rechner (3) des offenen Rechner-Netzwerks (2) in einem vorab genau reservierten ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) eines mit dem offenen Rechner-Netzwerk (2) verbundenen Speichershinterlegt. Diese ersten Bild-und/oder Audiodaten(VD1, AD1) werden mittels einer Datenkopiereinheit (11) über einenunidirektionalen Speicherzugriff (20) aus dem ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U)ausgelesen. Darauf basierend werden zweite Bild- und/oder Audiodaten(VD2, AD2) erzeugt, welche jeweils ein Abbild repräsentieren, das durch die ersten Bild-und/oder Audiodaten(VD1, AD1) definiert ist. Die zweiten Bild-und/oder Audiodaten(VD2, AD2) werden dann an die abgeschlossene Rechner-Anordnung (1) weitergegeben.

Description

DATEN IN GETRENNTEN NETZEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine hierfür nutzbare Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem offenen bzw. unsicheren Rechner- Netzwerk, insbesondere einem Verbund von Rechner-Netzwerken wie dem Internet etc., und einer abgeschlossenen Rechner-Anordnung.
Angriffe auf Rechner und Rechner-Netzwerke, insbesondere über das Internet oder andere nach außen offene Verbindungen, mittels Viren, Spyware, Trojaner oder anderer Schadprogramme sind heutzutage ein alltägliches Problem. Viele Angriffe zielen darauf ab, geheime Informationen aus dem angegriffenen Rechner- System zu erhalten oder dieses sogar fernzusteuern. Manche Angriffe richten sich allgemein gegen alle Rechner, die nicht ausreichend geschützt sind. Darüber hin- aus gibt es aber auch gezielte Angriffe gegen bestimmte Nutzer wie beispielsweise Organisationen, deren Betriebsgeheimnisse ausspioniert werden sollen. Gegen übliche Angriffe hilft zwar zu einem großen Teil bereits die Verwendung einer guten Firewall. Bei hochkritischen Anwendungen, beispielsweise bei Rechnern oder Rechner-Netzwerken zur Steuerung von sicherheitsrelevanten Einrichtungen wie Kraftwerken, Kommunikationsnetzen, militärischen Anlagen, Rechenzentren, Entwicklungsabteilungen etc. reichen solche Maßnahmen aber in der Regel nicht aus. Um eine möglichst umfassende Sicherheit zu gewährleisten, wird in solchen Fällen oft für eine völlige„Entsetzung" gesorgt, d. h. es wird darauf geachtet, dass überhaupt keine Verbindung mehr zwischen der abgeschlossenen, zu sichernden Rechner-Anordnung und einem offenen Netzwerk wie dem Internet besteht. Eine derart strikte Auftrennung der Netzinfrastruktur in einen unsicheren Bereich und einen sicheren Bereich ohne jede Netzwerkverbindung hat aber den Nachteil, dass die im sicheren Bereich Tätigen über ihre für ihre tägliche Arbeit genutzten Rechner nicht mehr auf Internetanwendungen zugreifen können. Beispielsweise ist dies in Entwicklungsabteilungen von Nachteil, in denen einerseits mit geheimen Daten gearbeitet wird, andererseits die Mitarbeiter aber möglichst gut auch auf allgemein zugängliche Informationen Zugriff haben sollten. Zwar besteht die Möglichkeit, jedem Mitarbeiter zwei voneinander getrennte Rechner zur Verfügung zu stellen, so dass diese mit einem Rechner wie üblich im Internet surfen können, und der andere Rechner nur innerhalb des abgeschlossenen organisationsinternen Netzwerks verwendet wird. Auch dies ist jedoch relativ umständlich und behindert bei der täglichen Arbeit.
Um die Sicherheit der Informationsbeschaffung im Internet zu erhöhen, besteht die Möglichkeit, ferngesteuerte virtualisierte Rechner in z.B. privaten Rechenzentren zu benutzen. Ein Beispiel dafür ist die„BitBox" („Browser in the Box"), eine auf Debian-Linux basierende virtualisierte Lösung, welche im Auftrag des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik entwickelt wurde. Der Steuerrechner steuert dabei über ein Fernzugriffsprotokoll den virtualisierten Rechner fern und sieht eine Kopie des Bildschirms des virtualisierten Rechners im Fenster seines eigenen Rechners, der als Remote-Desktop-Client wirkt. Als Fernzugriffsprotokolle werden hierzu derzeit die Protokolle RFB (Remote Frame Buffer Protocol) über- wiegend für Linux-basierte Systeme bzw. Mac-Rechner verwendet (nur zur Remote Bildschirmübertragung und zur Übertragung von Tastatur- und Mauseingaben geeignet) bzw. das darauf basierende Programm VNC (Virtuell Network Computing) sowie das RDP (Remote Desktop Protocol) überwiegend für Microsoftbasierte Systeme (hier ist auch Audioübertragung möglich). Der direkte Zugriff des Steuerrechners auf das Internet ist dabei meist durch eine Firewall blockiert und sollte damit nicht direkt aus dem Internet angreifbar sein. Ein Problem hierbei besteht jedoch darin, dass auch Firewalls und andere Schutzmechanismen, insbesondere bei einem gezielten Angriff, umgehbar sind. Ein erhöhtes Risiko besteht vor allem dann, wenn die sicherheitsrelevante Software der Firewalls Fehler ent- hält, was bei der Komplexität der heutigen Software die Regel ist. Zudem sind viele Hersteller gezwungen, in ihre Sicherheitskomponenten Hintertüren für staatliche Stellen einzubauen. So erklären sich oft auch die in letzter Zeit bekannt gewordenen vielen erfolgreichen Einbrüche in interne Netze, die mit professionellen Firewalls abgesichert sind.
Weiterhin wird in Gennuso K.: Disconnect from the Internet - Whale's e-Gabp In- Depth. SANS Institute, 13 September 2001 , vorgeschlagen über einen Schalter eine Verbindung zwischen dem externen Netz und einem Speicherbereich einer SCSI e-disk herzustellen, dann alle eingehenden Daten von TCP Headern zu befreien und nur die Nutzdaten auf der SCSI e-disk zu speichern. Anschließend wird die Verbindung zu dem externen Netz gekappt und eine Verbindung zu dem internen Netz aufgebaut um die Nutzdaten zu übernehmen. Auch hier gelangen also die Original-Nutzdaten vom externen in das interne Netz, was prinzipiell die Möglichkeit eröffnet, dass in den Nutzdaten verborgener Schadcode mit übertragen wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu den oben beschriebenen Möglichkeiten der Informationsbeschaffung aus einem offenen Rechnernetzwerk wie dem Internet in eine abgeschlossene Rechner-Anordnung zur Verfügung zu stellen, bei der das Risiko für Angriffe auf die abgeschlossene Rechner- Anordnung noch weiter reduziert ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen dem offenen bzw. unsicheren Rechner-Netzwerk, beispielsweise dem Internet, und der zu sichernden abgeschlossenen Rechner-Anordnung werden von einem Rechner des offenen Rechner-Netzwerks eingehende erste Bild- und/oder Audiodaten, beispielsweise das aktuelle Bild des Internetbrowsers bzw. des Webseiten-Inhalts, in einem vorab genau reservierten ersten Übergabespeicher eines mit dem offenen Rechner-Netzwerk verbundenen Speichers hinterlegt. Bei diesem Rechner des offenen Rechner-Netzwerks kann es sich um eine beliebige Instanz oder Einrichtung handeln, welche in dem offenen Rechner-Netzwerk eingebunden bzw. an dem offenen Rechner-Netzwerk angebunden ist, beispielsweise einen Internetzugang aufweist, um die Bild- und/oder Audiodaten zu übernehmen und in dem Speicher zu hinterlegen.
Weiterhin werden die ersten Bild- und/oder Audiodaten mittels einer gesicherten, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit über einen unidirektionalen Speicherzugriff aus dem ersten Übergabespeicher ausgelesen. Es werden dann zweite Bild- und/oder Audiodaten erzeugt, welche jeweils ein Abbild repräsentieren, das durch die (aktuell aus dem ersten Übergabespeicherbereich ausgelesenen) ersten Bild- und/oder Audiodaten definiert ist. Diese zweiten Bild- und/oder Audiodaten werden dann zur weiteren Verarbeitung, insbesondere Darstellung und/oder Speicherung an die abgeschlossene Rechner-Anordnung weitergegeben.
Die abgeschlossene Rechner-Anordnung kann dabei ein Einzelplatzrechner oder ein zu sicherndes Netzwerk mit mehreren Rechnern oder sogar Teil-Netzwerken sein, d. h. ebenfalls einen Verbund von Rechner-Netzwerken umfassen. Diese abgeschlossene Rechner-Anordnung ist in dem Sinne„abgeschlossen", dass außer über das erfindungsgemäße Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine physische Verbindung zwischen der abgeschlossenen Rechner- Anordnung und dem offenen Rechner-Netzwerk besteht.
Unter einem Abbild ist dabei bei den Bilddaten (wobei es sich auch um Bewegtbilddaten handeln kann) der in Farbwerten kodierte Bildinhalt zu verstehen. Für die Kodierung können verschiedene Farbschemata eingesetzt werden. Bei den Audiodaten kann es sich z. B. um ein digitales Abbild des analogen Audiosignals handeln, z. B. in Form von Amplitudenwerten in Abhängigkeit von der Zeit. Unter „Bewegtbildern" bzw.„Bewegtbilddaten" sind hierbei Abfolgen von Einzelbildern zu verstehen, die auch einen Videodatenstrom darstellen können.
Das heißt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nur die rohen lokalen Abbilder der Daten übertragen und nicht wie z.B. bei dem oben genannten von K. Gennuso beschriebenen Verfahren die Originaldaten bzw. ein Teil der Originaldaten. Mit anderen Worten, es handelt sich um ein Verfahren zur Übertragung von Abbildern von Daten, d.h. den Abbildern der gerenderten Originaldaten und nicht der Originaldaten selbst, zwischen dem offenen bzw. unsicheren Rechner- Netzwerk, indem eben nicht die ersten Bild- und/oder Audiodaten selbst, sondern darauf basierend neu erzeugte zweite Bild- und/oder Audiodaten intern genutzt werden. Somit werden auch keine interpretationsbehafteten Daten übergeben, die noch auf Basis von Metadaten interpretiert werden müssen und daher manipulier- bar sind und für Angriffe auf die abgeschlossene Rechner-Anordnung genutzt werden könnten, sondern nur metadatenfreie Medien-Daten. Es handelt sich also um einen protokollfreien Speicherzugriff, bei der lediglich eine Konvention über die Adresse des Übergabespeicherbereichs erforderlich ist, aus dem die hardwareba- sierte Datenkopiereinheit die Daten lesen kann.
Ein Speicherbereich, insbesondere Übergabespeicherbereich, im Sinne der Erfindung kann auch mehrere einzelne (Teil-)Speicherbereiche umfassen, wobei diesen auch unterschiedliche Daten bzw. Funktionen zugeordnet sein können, bei- spielsweise ein Speicherbereich für die Bilddaten und ein weiterer Speicherbereich für die Audiodaten. Diese Speicherbereiche können auch auf verschiedenen physischen Speichern angeordnet sein. Bei dem Übergabespeicherbereich für die Bilddaten kann es sich beispielsweise um einen Video Frame Buffer des am offenen Rechner-Netzwerk angeschlossenen Rechners handeln, so dass wiederholt, insbesondere zyklisch in definierten Zeitabständen, Bilder und/oder Bewegtbilddaten in Form von einzelnen Bildern (Frames) dort hinterlegt und mittels der Datenkopiereinheit abgeholt werden. Für die Audiodaten kann vorzugsweise ein Audioringspeicher als Übergabespeicherbereich verwendet werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass auch der unidirektionale Speicherzugriff auf mehrere physische und/oder logische Speicherbereiche erfolgen kann.
Unter einer„hardwarebasierten" Datenkopiereinheit ist im Rahmen der Erfindung eine Datenkopiereinheit zu verstehen, deren wesentliche Komponenten, insbesondere auch die Festlegung der Adressen des Übergabespeicherbereichs, hard- waremäßig festgelegt sind und welche insbesondere nicht durch irgendwelche Software, die über das offene Rechner-Netzwerk kommt, gesteuert oder manipuliert werden kann. Sofern diese Datenkopiereinheit überhaupt auch Softwarekomponenten enthält, sind diese allenfalls durch einen separaten Zugang direkt an der physischen Datenkopiereinheit implementiert. Besonders bevorzugt besteht aber überhaupt keine Möglichkeit einer Softwaremanipulation, sondern die gesamte Datenkopiereinheit ist nur in Form von Hardware aufgebaut, beispielsweise mittels geeigneter ASICS etc., wobei - sofern eine Einstellung von Adressen im Prinzip erlaubt sein soll - diese beispielsweise auch durch Hardware-Schaltbänke oder dergleichen eingestellt werden können, die dann z. B. versiegelt sind bzw. deren Einstellung nur von besonders autorisiertem Personal geändert werden kann.
Eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen dem offenen Rechner-Netzwerk und der abgeschlossenen Rechner- Anordnung weist hierzu eine„äußere" Rechnereinheit auf, die ausgebildet ist, um erste Bild- und/oder Audiodaten von einem Rechner des offenen Rechner- Netzwerks in einem vorab genau reservierten ersten Übergabespeicherbereich auf einem im Betrieb mit dem offenen Rechner-Netzwerk verbundenen Speicher zu hinterlegen. Außerdem weist diese Vorrichtung die genannte, vorzugsweise hardwarebasierte, Datenkopiereinheit auf. Schließlich umfasst die Vorrichtung eine „innere" Rechnereinheit, die ausgebildet ist, um die zweiten Bild- und/oder Audiodaten in der abgeschlossenen Rechner-Anordnung weiterzugeben. Die Begriffe „äußere" und„innere" Rechnereinheiten sind so zu verstehen, dass die äußere Rechnereinheit am offenen Rechner-Netzwerk angeschlossen ist und somit letztlich auch ein Teil dieses offenen Rechner-Netzwerkes bildet, wogegen die innere Rechnereinheit eben keine Verbindung außer über die hardwarebasierte Datenkopiereinheit zu dem offenen Rechner-Netzwerk hat, sondern stattdessen an die abgeschlossene Rechner-Anordnung angeschlossen ist bzw. ein Teil dieser ist. In diesem Sinne sind auch im Weiteren die Begriffe„innen" bzw.„intern" und„außen" bzw.„extern" zu verstehen.
Aufgrund des lediglich lesenden Zugriffs der, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit auf einen fest definierten Speicherbereich über den unidirekti- onalen Speicherzugriff ist die Möglichkeit, dass interpretationsbehaftete Daten, beispielsweise Malware, seitens des offenen Rechner-Netzwerkes ohne bewuss- tes Zutun von innen auf die abgeschlossene Rechner-Anordnung gelangen, nahezu ausgeschlossen. Insbesondere ist es nicht möglich, von Seiten des offenen Rechner-Netzwerkes bzw. des daran angeschlossenen Rechners in Richtung des sicheren Bereichs zu schreiben. Die Tätigkeit des Rechners, welcher am offenen Rechner-Netzwerk angeschlossen ist, endet mit der Hinterlegung der Bild- und/oder Audiodaten in dem vorab genau reservierten Übergabespeicherbereich. Dennoch können Bild- und/oder Audiodaten, die im offenen Rechner-Netzwerk, beispielsweise im Internet, zur Verfügung gestellt werden, von einem Nutzer der abgeschlossenen Rechner-Anordnung ohne weiteren persönlichen Aufwand betrachtet bzw. angehört werden. Insbesondere ist die Verwendung eines separaten Rechners nicht erforderlich, wie dies bei einer kompletten Entnetzung zwischen dem offenen Rechner-Netzwerk und der abgeschlossenen Rechner-Anordnung der Fall wäre.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und wobei Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können. Um zweite Bild- und/oder Audiodaten zu erzeugen, die das gewünschte lokale Abbild repräsentieren, das durch die aktuell im ersten Übergabespeicherbereich hinterlegten ersten Bild- und/oder Audiodaten definiert ist, können im einfachsten Fall prinzipiell die ersten Bild- bzw. Audiodaten, d.h. die gerenderten Originaldaten bzw. deren Abbilder, auch direkt übernommen bzw. kopiert werden. Um eine be- sonders hohe Sicherheit zu erreichen, ist es möglich, für die Bilddaten innerhalb der hardwarebasierten Datenkopiereinheit eine Art Display und eine Bildaufzeichnungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera, zu verwenden, die das auf dem Display ausgegebene Bild, welches ja auf Basis der aktuell im Übergabespeicherbereich hinterlegten Bilddaten definiert ist, aufnimmt und die dabei erzeugten Da- ten als zweite Bilddaten wieder abgibt bzw. in einem weiteren Speicherbereich hinterlegt. In ähnlicher Weise könnten die Audiodaten auf einer Schallausgabeeinrichtung ausgegeben und mittels eines Mikrofons oder dergleichen zweite Audiodaten als„Abbild" der ersten Audiodaten aufgezeichnet werden. In diesem Fall werden die Bilddaten rein optisch und die Audiodaten akustisch übergeben.
Besonders bevorzugt werden die zweiten Bild- und/oder Audiodaten auf Basis der ersten Bild- und/oder Audiodaten mit einem Verfahren erzeugt, das eigenständig von der Datenkopiereinheit durchgeführt wird und weder vom offenen Rechner- Netzwerk noch von der abgeschlossenen Rechner-Anordnung aus vollständig kontrollierbar ist. Mit anderen Worten, die Erzeugung der zweiten Bild- und/oder Audiodaten auf Basis der ersten Bild- und/oder Audiodaten ist nicht vollständig von außen bestimmbar bzw. vorhersagbar. Beispielsweise können die Daten ge- ringfügig verändert werden, jedoch vorzugsweise so, dass bei den Bilddaten dies für einen Benutzer optisch nicht sichtbar und bezüglich der Audiodaten nicht hörbar ist, andererseits aber auch nicht die Originalbits der ersten Bild- und/oder Audiodaten übertragen werden. Bei einer besonders bevorzugten Variante werden die zweiten Bild- und/oder Audiodaten auf Basis der ersten Bild- und/oder Audiodaten unter Verwendung von Zufallszahlen erzeugt. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um echte Zufallszahlen, die wiederum hardwarebasiert erzeugt werden können, beispielsweise auf Basis eines Rauschens an einem PN-Übergang eines Halbleiters oder dergleichen. Bei einer Verwendung eines Pseudo- bzw. Quasi-Zufallszahlen- generators wird vorzugsweise dafür gesorgt, dass dieser in relativ kurzen zeitlichen Abständen mit neuen Startparameterwerten neu gestartet wird, wobei diese Startparameterwerte aufgrund eines echten zufälligen Ereignisses generiert werden können, um so keine langen Quasi- oder Pseudo-Zufallszahl ketten zu erzeu- gen, die mit entsprechend hohem Aufwand eventuell doch wieder vorhersagbar wären.
Auch mit Hilfe der Zufallszahlen erfolgt die Veränderung der Bild- und/oder Audiodaten vorzugsweise so, dass sie unterhalb der Merkbarkeitsschwelle für das menschliche Auge (bei den Bilddaten) bzw. für das menschliche Ohr (bei den Audiodaten) sind, so dass die Bild- und/oder Audiodaten für den Nutzer scheinbar unverfälscht übertragen werden.
Um eine Internetanwendung, beispielsweise einen Browser, zu steuern, sind Tas- tatureingaben und/oder Eingaben mittels einer Zeigeranordnung, wie beispielsweise einer Maus, durch den Benutzer erforderlich. Um auch bezüglich des Datenstroms solcher Eingabedaten bzw. Steuerdaten die Sicherheit zu erhöhen, werden vorzugsweise von der abgeschlossenen Rechner-Anordnung Eingabeda- ten eines Eingabegeräts einer Benutzerschnittstelle, beispielsweise eines einfachen Eingabegeräts wie einer Tastatur oder Maus, aus einem ersten Eingabespeicher der abgeschlossenen Rechner-Anordnung in einen mit dem offenen Rechner-Netzwerk verbundenen zweiten Eingabespeicherbereich kopiert. Der ers- te und/oder der zweite Eingabespeicherbereich können ebenfalls mehrere
(Teil-)Speicherbereiche umfassen, beispielsweise einen Tastaturringspeicher, einen Mausringspeicher etc. Auch hier werden zumindest der zweite Eingabespeicherbereich, vorzugsweise aber auch der erste Eingabespeicherbereich vorab genau definiert bzw. reserviert, d. h. die Adressenbereiche werden vorab festge- legt.
Das Kopieren der Eingabedaten vom ersten Eingabespeicher in den zweiten Eingabespeicher erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer hardwarebasierten Datenkopier- einheit, besonders bevorzugt mit der oben beschriebenen Datenkopiereinheit. Dieser Kopiervorgang ist bevorzugt ebenfalls unidirektional, wobei hier in den zweiten Eingabespeicher, welcher ja mit dem offenen Rechner-Netzwerk verbunden ist, lediglich geschrieben werden kann, d. h. es ist kein lesender Zugriff seitens des offenen Rechner-Netzwerkes auf den ersten Eingabespeicher möglich. Grundsätzlich kann auch die Gefahr bestehen, dass Mitarbeiter unkontrolliert Daten aus dem unsicheren Bereich in den abgetrennten Bereich oder umgekehrt transferieren. Ganz besonders bevorzugt wird daher die Datenrate beim Kopieren der Eingabedaten in den zweiten Eingabespeicher auf einen vorgegebenen, vorzugsweise eingabegeräteabhängigen, Sicherheitsgrenzwert limitiert. Diese Limitie- rung sorgt für einen erhöhten Schutz gegenüber Angriffen aus dem Innenbereich selber, d. h. durch Personen, die Zugriff auf die geschlossene Rechner-Anordnung haben, aber unbefugt Daten über das offene Rechner-Netzwerk nach außen schaffen wollen, um beispielsweise eine Organisation auszuspähen. Durch einen geeigneten Sicherheitsgrenzwert kann dafür gesorgt werden, dass maximal so viele Daten pro Zeit über diese Schnittstelle nach außen gegeben werden, wie sie z. B. üblicherweise zur Bedienung einer Internetanwendung erforderlich sind. Ein Transport von größeren Datenmengen wird dabei bewusst derart behindert, dass eine Datenentwendung über diesen Weg äußerst unattraktiv oder sogar komplett unpraktikabel ist.
Bei einer Verwendung einer Tastatur als Eingabegerät wird der Sicherheitsgrenz- wert vorzugsweise so ausgewählt, dass nicht mehr als 10 Tastaturanschläge pro Sekunde, besonders bevorzugt nicht mehr als 5 Tastaturanschläge pro Sekunde, übertragen werden können. Bei einer Maus als Eingabegerät wird dafür gesorgt, dass nicht mehr als 1000 Aktionen pro Sekunde, besonders bevorzugt nicht mehr als 100 Aktionen pro Sekunde, beispielsweise Mausklicks oder Positionsaktuali- sierungen oder dergleichen, übertragen bzw. in den zweiten Eingabespeicher kopiert werden können. Eine solche Begrenzung ist möglich, indem z.B. der erste Eingabespeicher und/oder der zweite Eingabespeicher entsprechend klein dimensioniert werden und/oder die Speicherzugriffsfrequenz abgesenkt wird. In Organisationen, in denen keine Angriffe von innen zu befürchten sind, kann auf eine solche Datenbegrenzung natürlich auch verzichtet werden. Insbesondere in solchen Fällen bietet es sich auch an, eine Übertragung von Bild- und/oder Audiodaten von der abgeschlossenen Rechner-Anordnung, d. h. von innen, zum offenen Rechner-Netzwerk, d. h. nach außen, zuzulassen.
In diesem Fall können vorzugsweise von der abgeschlossenen Rechner- Anordnung ausgehende dritte Bild- und/oder Audiodaten in einem vorzugsweise ebenfalls vorab genau reservierten dritten Übergabespeicherbereich innerhalb des abgeschlossenen Bereichs hinterlegt werden. Die dritten Bild- und/oder Audioda- ten werden mittels einer, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit, vorzugsweise derselben hardwarebasierten Datenkopiereinheit, die auch für die ersten Bild- und/oder Audiodaten genutzt wird, wieder über einen unidirektionalen Speicherzugriff aus dem dritten Übergabespeicherbereich ausgelesen. Es werden dann entsprechende vierte Bild- und/oder Audiodaten erzeugt, die jeweils ein (lo- kales) Abbild repräsentieren, das durch die aktuell aus dem dritten Übergabespeicherbereich abgeholten dritten Bild- und/oder Audiodaten definiert ist. Die vierten Bild- und/oder Audiodaten werden dann zur weiteren Verarbeitung und/oder Speicherung im offenen Netzwerk über einen unidirektionalen Speicherzugriff in einem wiederum vorab genau reservierten vierten Übergabespeicherbereich eines mit dem offenen Rechner-Netzwerk verbundenen Speichers abgelegt. Auch hier ist kein lesender Zugriff von außen möglich, sondern die Datenkopiereinheit schreibt in diesen vierten festgelegten Übergabespeicherbereich. Ebenso können auch hier bevorzugt die vierten Bild- und/oder Audiodaten auf Basis der dritten Bild- und/oder Audiodaten mit einem nicht von außen kontrollierbaren Verfahren erzeugt werden, besonders bevorzugt wieder mit Hilfe eines Zufallsgenerators.
Um für eine möglichst glatte, verzögerungsfreie Übergabe der Daten zu sorgen, werden vorzugsweise die ersten Bild- und/oder Audiodaten vor der Hinterlegung in dem ersten Übergabespeicherbereich und/oder die zweiten Bild- und/oder Audiodaten vor der Übergabe an die geschlossene Rechner-Anordnung zwischengespeichert. Vorzugsweise werden auch die dritten Bild- und/oder Audiodaten und die vierten Bild- und/oder Audiodaten zwischengespeichert. Das gleiche gilt auch bevorzugt für die Eingabedaten.
Die ersten Bild- und/oder Audiodaten können bevorzugt unter Nutzung eines Fern- zugriffsprotokolls (im Folgenden auch mit FZP abgekürzt) im ersten Übergabespeicherbereich hinterlegt werden und/oder die Eingabedaten des Eingabegeräts können bevorzugt unter Nutzung eines FZP aus dem zweiten Eingabespeicherbereich abgerufen werden. Als Fernzugriffsprotokoll kann dabei vorzugsweise bei Microsoft-Anwendungen ein RDP-Protokoll (Remote Desktop Protocol) und bei Unix- oder MAC-Anwendungen ein RFB Protokoll (Remote Frame Buffer Protocol) verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hierzu vorzugsweise einen äußeren Fernzugriffsprotokoll-Server mit einer Schnittstelle zur Einbindung in das offene bzw. unsichere Rechner-Netzwerk. Bei dieser Schnittstelle kann es sich um eine übliche WLAN- oder LAN-Schnittstelle oder auch eine Schnittstelle über ein Mobil- funknetzwerk oder dergleichen handeln. Für Anwendungen im Internet weist dieser Fernzugriffsprotokoll-Server ein Internet-Anwendungsprogramm wie einen Browser oder dergleichen auf. Die äußere Rechnereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat dann zusätzlich einen Fernzugriffsprotokoll-Client, um mit dem Fernzugriffsprotokoll-Server Daten gemäß dem definierten Fernzugriffsprotokoll auszutauschen.
Bei dieser Variante wird also ein ähnliches Verfahren wie bei der eingangs ge- nannten BitBox genutzt, wobei hier jedoch das Fernzugriffsprotokollverfahren nur im Außenbereich angewendet und in Richtung der geschlossenen Rechner- Anordnung durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Nutzung der Datenko- piereinheit ergänzt wird. Um die gesamte Übertragung für den Benutzer im geschlossenen Bereich möglichst komfortabel und„unsichtbar" zu machen, wird vorzugsweise auch auf der sicheren, inneren Seite auf ein Fernzugriffsprotokoll zurückgegriffen. Vorzugsweise werden hierzu die zweiten Bild- und/oder Audiodaten unter Nutzung eines Fernzugriffsprotokolls aus einem zweiten, bereits im sicheren Bereich befindlichen Übergabespeicherbereich der abgeschlossenen Rechner-Anordnung weitergegeben und/oder die Eingaben des Eingabebereichs werden unter Nutzung eines Fernzugriffsprotokolls im ersten Eingabespeicherbereich hinterlegt. Auch hier kann wieder vorzugsweise ein RFB-Protokoll oder ein RDP-Protokoll verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hierzu vorzugsweise einen inneren Fernzugriffsprotokoll-Client mit einer Benutzerschnittstelle, beispielsweise einen Laptop oder einen Rechner des jeweiligen Benutzers im sicheren Bereich, und die innere Rechnereinheit der Vorrichtung umfasst einen Fernzugriffsprotokoll-Server, um mit dem inneren Fernzugriffsprotokoll-Client Daten gemäß einem definierten Fernzugriffsprotokoll auszutauschen. Letztlich werden hier also sowohl auf der unsicheren äußeren Seite als auch auf der sicheren inneren Seite jeweils Fernzugriffsprotokoll-Server und -Clients zur Verfügung gestellt, die hintereinander gekettet sind, wobei der Fernzugriffsprotokoll-Server auf der inneren Seite mit dem Fernzugriffsprotokoll-Client auf der äußeren Seite über die Datenkopiereinheit gekoppelt ist. Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Anzahl von (d. h. mindestens einen) virtuellen äußeren Fernzugriffsprotokoll-Servern auf einer mit dem offenen Rechner-Netzwerk eingebundenen Rechnereinrichtung. Besonders bevorzugt ist es dabei auch möglich, zumindest einen der äußeren Fernzugriffsprotokoll-Server virtuell direkt auf der äußeren Rechnereinheit der Vorrichtung zu realisieren. In diesem Fall ist dann kein weiterer nachgeschalteter Rechner auf der äußeren Seite erforderlich, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. die äußere Rechnereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann unmittelbar über das offene Rechner-Netzwerk mittels einer geeigneten Netzwerkschnittstelle, beispielsweise einer LAN-Verbindung, WLAN-Verbindung, Mobilfunknetz oder dergleichen, an das offene Rechner-Netzwerk angekoppelt sein.
Wie bereits oben erwähnt, sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders bevorzugt nicht nur für eine Nutzung an Einzelplatzrechnern zur Verfügung stehen, sondern es soll auch möglich sein, geschlossene Netzwerke mit mehreren Rechnereinheiten, beispielsweise ein Firmen-Intranet, auf sicherem Wege mit dem äußeren offenen Rechner-Netzwerk erfindungsgemäß zu „koppeln" bzw. auf Anwendungen im offenen Rechner- Netzwerk zuzugreifen. Hierzu ist es besonders bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Mehrzahl von virtuellen äußeren Fernzugriffsprotokoll-Servern auf einer in dem offenen Rechner-Netzwerk eingebundenen Rechnereinrichtung aufweist und zudem so ausgebildet ist, dass auch ein paralleler Betrieb über mehrere Kanäle möglich ist. Für diesen Fall kann die äußere Rechnereinheit entsprechend einen ersten Übergabespeicherbereich mit einer Vielzahl von einzelnen (Teil-)Speicherbereichen für die Bild- und/oder Audiodaten der verschiedenen separat parallel laufenden Kanäle aufweisen, wobei für jeden parallel laufenden Kanal jeweils zweite Bild- und/oder Audiodaten als lokale Abbilder zu erzeugen sind.
Die virtuellen Fernzugriffsprotokoll-Server können dabei im Übrigen fix eingerichtet sein, d. h. dass verschiedenen, auf der sicheren Seite tätigen Nutzern innerhalb der Rechnereinrichtung im offenen Rechner-Netzwerk jeweils ein eigener virtueller FZP-Server mit eigenem Speicherbereich zugeordnet ist, so dass der Nutzer dort Voreinstellungen für sich hinterlegen und in einer späteren Sitzung wieder nutzen kann. Bei einer anderen Variante wird bei jeder Einrichtung einer Verbindung der Fernzugriffsprotokoll-Server neu erstellt, beispielsweise mit allgemein vorgegebenen Voreinstellungen. Nach Beenden der Sitzung wird dieser FZP-Server wieder komplett gelöscht. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, dass eventuell auf dem Fernzugriffsprotokoll-Server empfangene Malware nach Ende der Sitzung automatisch vernichtet wird.
Es ist klar, dass anstelle der virtuellen Server auch jeweils reale Server eingesetzt werden könnten, jedoch ist dies mit höheren Hardware-Kosten verbunden.
Die innere Rechnereinheit kann entsprechend mehrere Fernzugriffsprotokoll- Server aufweisen und die abgeschlossenen Rechner-Anordnung weist dann z.B. eine Anzahl von inneren Fernzugriffsprotokoll-Clients aufweisen, welche jeweils mit einer Benutzerschnittstelle gekoppelt sind und jeweils auf einen insbesondere während einer Sitzung fest zugeordneten Fernzugriffsprotokoll-Server der inneren Rechnereinheit zugreifen.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, dass die Nutzer aus dem sicheren Bereich heraus über den äußeren FZP-Server Daten aus dem offenen Netzwerk in einen speziellen Bereich herunterladen, der allerdings keine direkte physische Verbindung zur abgeschlossenen Rechner-Anordnung aufweisen sollte. Nur speziell autorisierte Personen, beispielsweise Administratoren mit spezieller Zertifizierung, können Daten aus diesem Bereich abholen, auf Schadsoftware untersuchen und dann beispielsweise über Datenträger dem jeweiligen Nutzer zukommen lassen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche oder ähnliche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem unsicheren Rechner-Netzwerk 2 um einen oder mehrere Rechner handelt, die mit dem Internet 27 verbunden sind bzw. in diesem einge- bunden sind und über die es entsprechend möglich ist, Anwendungsprogramme 17 im Internet zu nutzen, insbesondere Webseiten-Inhalte anzusehen etc. Wie in Figur 1 dargestellt, erfolgt dabei eine Trennung des offenen, also potentiell unsicheren Rechner-Netzwerks 2 von der abgeschlossenen Rechner-Anordnung 1 (in Figur 1 als einfachstes Beispiel ein Einzelplatzrechner 5, beispielsweise ein Lap- top) mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50. Dabei ist ein Teil dieser Vorrichtung 50 quasi bereits ein Teil des unsicheren Rechner-Netzwerks 2, wogegen ein anderer Teil der Vorrichtung 50 bereits zur abgeschlossenen Rechner- Anordnung 1 gezählt werden könnte. Die Vorrichtung 50 besteht hier aus einer äußeren Rechnereinheit 7, welche im offenen Rechner-Netzwerk 2 eingebunden ist, einer inneren Rechnereinheit 9, welche in der abgeschlossenen Rechner-Anordnung 1 angebunden bzw. mit dem Laptop 5 verbunden ist, und einer hardwarebasierten Datenkopiereinheit 1 1 , welche der inneren Rechnereinheit 9 ermöglicht, auf genau festgelegte Speicherbe- reiche der äußeren Rechnereinheit 7 lesend oder schreibend zuzugreifen.
Diese hardwarebasierte Datenkopiereinheit 1 1 sorgt in der erfindungsgemäßen Weise für einen Datentransport, ohne dass sie eine echte Netzwerkverbindung im herkömmlichen Sinne bildet, sondern lediglich einen protokolllosen Speicherzugriff für ein genau definiertes Abbilden von Daten aus bestimmten Speicherbereichen der äußeren Rechnereinheit in Speicherbereiche der inneren Rechnereinheit und umgekehrt. Sämtliche Speicherzugriffe sind dabei nur unidirektional, wobei auf die Speicherbereiche in der äußeren Rechnereinheit 7 durch die Datenkopiereinheit bei eingehenden Daten nur lesend oder bei ausgehenden Daten nur schreibend zugegriffen wird. Seitens der äußeren Rechnereinheit 7 ist überhaupt kein lesender oder schreibender Zugriff in Richtung der Datenkopiereinheit 1 1 oder die innere Rechnereinheit 9 möglich. Dadurch ist die geschlossene Rechner-Anordnung 1 (im Folgenden auch allgemeiner„internes Netzwerk" 1 genannt) netzwerktechnisch vollständig vom unsicheren Rechner-Netzwerk 2 (im Folgenden auch„externes Netzwerk" 2 genannt) getrennt. Das interne Netzwerk 1 ist dabei unter keinen Umständen vom externen Netzwerk 2 aus direkt erreichbar und damit auch nicht über das externe Netzwerk 2 angreifbar. Es gibt insbesondere auch hardwaremä- ßig keinen Netzwerkpfad vom externen Netzwerk 2 zum internen Netzwerk 1 . Es können nur Abbilder (insbesondere auch der Webseiten-Inhalte) mittels der Datenkopiereinheit 1 1 zwischen der äußeren Rechnereinheit 7 und der inneren Rechnereinheit 9 unidirektional transportiert werden. Die Speicherkopien können nur von der inneren Rechnereinheit 9 durchgeführt werden. Somit sind vom exter- nen Netzwerk 2 aus gesehen die Speicherbereiche, von denen aus die Abbilder für das interne Netzwerk 1 erzeugt werden, echte Endstationen.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Zugriff auf das Internet 27 mittels eines Rechners 3, der direkt mit dem Internet, beispielsweise über LAN, WLAN oder eine sonstige Netzwerkschnittstelle, verbunden ist. Hierbei kann es sich, wie später noch erläutert wird, auch um einen virtualisierten Rechner handeln. Dieser Rechner 3 wird über ein Fernzugriffsprotokoll (FZP) ferngesteuert. Hierzu ist auf dem Rechner 3 ein FZP-Server 4 installiert. Auf der äußeren Rechnereinheit 7 ist ein hierzu passender FZP-Client 8 installiert.
Analog hierzu sind im internen Netzwerk 1 auf dem Rechner 5 ein FZP-Client 6 und auf der inneren Rechnereinheit 9 der Vorrichtung 50 ein FZP-Server 10 installiert. Über den FZP-Client 6 des Rechners 5 im internen Netzwerk 1 lässt sich eine Client-Anwendung 18 auf dem externen Rechner 3 mittels des dortigen FZP- Servers fernsteuern, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung 50 mit der äußeren Rechnereinheit 7 mit dem äußeren FZP-Client 8 und der inneren Rechnereinheit 9 mit dem inneren FZP-Server 10 sowie der dazwischen operierenden, in Form von spezieller Hardware realisierten Datenkopiereinheit 1 1 als Proxy für das FZP ge- nutzt wird. Dieser Proxy leitet die für die Fernsteuerung notwendigen FZP- Datenströme weiter, sorgt aber gleichzeitig für die erfindungsgemäße Auftrennung, so dass keine Netzwerkdaten, sondern nur abgesicherte Abbildungen der Informationen, nämlich Bild- und/oder Audiodaten oder Steuerinformationen von Eingabegeräten, beispielsweise der Tastatur 5T oder der Maus 5M, des Rechners 5 übertragen werden.
Im Einzelnen erfolgt der notwendige Datenaustausch dabei wie folgt: Im Hauptspeicher der äußeren Rechnereinheit 7 befindet sich ein genau festgelegter adressierbarer Speicherbereich 13U für die Audiodaten AD1 des externen Rechners 3. Beispielsweise werden diese aus dem Audioringspeicher des Rechners 3 übernommen. Ebenso befindet sich im Hauptspeicher der äußeren Rechnereinheit 7 ein genau definierter Speicherbereich 16U für die Bild- bzw. Bewegt- bilddaten VD1 die vom externen Rechner 3 über das Fernzugriffsprotokoll beispielsweise aus dem Frame Buffer des externen Rechners 3 übernommen werden. Diese ersten Audiodaten AD1 und ersten Videodaten VD1 in den Teilspeicherbereichen 13U, 16U werden dabei zyklisch aktualisiert, wie dies auch im Übrigen gemäß dem Fernzugriffsprotokoll vorgesehen ist.
Um die Audioinhalte bzw. Bildinhalte, insbesondere das jeweilige aktuelle Bild des Internetbrowsers, die durch diese ersten Audiodaten AD1 bzw. Bilddaten VD1 übermittelt werden sollen, in das interne Netzwerk 1 zu übergeben, werden zyklisch die Daten von der Datenkopiereinheit 1 1 aus den Speicherbereichen 13U, 16U ausgelesen. Hierbei handelt es sich um einen rein lesenden Zugriff auf die genau vordefinierten Speicherbereiche 13U, 16U. Hierzu weist die Datenkopiereinheit 1 1 für jeden der Speicherbereiche 13U, 16U eine Leseeinheit auf.
Die eingelesenen Daten werden dann einer weiteren Einheit zugeführt, die auch als Entropie-Einheit bezeichnet werden könnte, die den Daten eine Variabilität hinzufügt. Das heißt, es werden aus den ankommenden ersten Audiodaten AD1 und ersten Bilddaten VD1 zweite Audiodaten AD2 und zweite Bilddaten VD2 erzeugt, die zwar ein relativ genaues lokales Abbild der ersten Audiodaten AD1 und ersten Bilddaten VD1 sind, aber nicht mit diesen völlig identisch sind. Die hinzugefügte Variabilität in den Daten ist dabei so, dass sie für den Nutzer unterhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle ist. Das heißt, dass beispielsweise in den Bild- bzw. Bewegtbilddaten dafür gesorgt wird, dass sich der Bildkontrast bzw. die Farbdar- Stellung des Bilds nicht merkbar ändert, oder bei Audiodaten das Hörerlebnis nicht verfälscht wird, aber dennoch die einzelnen Bit-Ströme so weit verändert sind, dass eventuell in den Bilddaten oder in den Audiodaten versteckte Schadsoftware nicht mehr übertragen werden kann. Um eine solche Manipulation der Daten unvorhersehbar zu machen, so dass Datenveränderung nicht bereits durch geschickt programmierbare Schadsoftware im Voraus berücksichtigt werden kann, wird hierzu vorzugsweise ein Zufallszahlengenerator 12 eingesetzt, der beispielsweise aus dem Rauschen eines PN-Übergangs eines Halbleiters Zufallszahlen generiert. Diese Zufallszahlen werden dann im Algorithmus zur Erzeugung der zweiten Audiodaten AD2 und zweiten Bilddaten VD2 auf Basis der ersten Audiodaten AD1 und ersten Bilddaten VD1 von der Entropie-Einheit benutzt.
Eine Abänderung der Daten ist in Figur 1 durch die Kreise in den unidirektionalen Speicherzugriff 20 (bzw. Speicherzugriffspfaden 20) dargestellt. Die erzeugten leicht veränderten zweiten Audiodaten AD2 und Bilddaten VD2 werden in genau vorab definierten Speicherbereichen 13S, 16S im Hauptspeicher der inneren Rechnereinheit 9 hinterlegt und können von dort von dem auf der inneren Rechnereinheit 9 realisierten inneren FZP-Server 10 weiterverarbeitet werden bzw. an den FZP-Client 6 auf dem Rechner 5 des Nutzers geleitet und dort ausgegeben werden. Daher sieht der Nutzer auf seinem Rechner 5 eine Client-Anwendung 22, wie sie der Client-Anwendung 18 auf dem externen Rechner 3 entspricht, beispielsweise das aktuelle Bild des Internetbrowsers.
Der Zugriff der Datenkopiereinheit 1 1 auf die Speicherbereiche 13U, 16U, 13S, 16S der äußeren Rechnereinheit 7 und der inneren Rechnereinheit 9 erfolgt dabei wie erläutert unidirektional, d. h. in Richtung der äußeren Rechnereinheit 7 nur lesend und in Richtung der inneren Rechnereinheit 9 nur schreibend. Dieser Zugriff kann insbesondere auch durch DMA (Direct Memory Access) oder RDMA (Remote Direct Memory Access) umgesetzt werden, um eine möglichst hohe Ge- schwind ig keit zu realisieren. Die Datenkopiereinheit 1 1 ist hier als reine Hardwareeinrichtung realisiert. Sofern eine Realisierung unter Verwendung von Firmware gewünscht ist, ist dies auch möglich. In diesem Fall sollte die Firmware aber durch einen völlig von den anderen Netzwerken getrennten separaten physischen Zugang erfolgen, beispielsweise einen USB-Stecker, so dass ein Techniker mit einer entsprechenden Vertraulichkeitsstufe über diesen USB-Zugang oder dergleichen die Datenkopiereinheit 1 1 aktualisieren kann.
Steuerdaten bzw. Eingabedaten TD, MD von der Tastatur 5T und der Maus 5M des inneren Rechners 5 werden mittels des Fernzugriffsprotokolls zunächst vom Tastaturringspeicher und Mausringspeicher des Rechners 5 in entsprechend diesen zugeordnete Speicherbereiche 14S, 15S im Hauptspeicher der inneren Rechner-Anordnung 9 übertragen. Von dort kann dann ein Kopieren dieser Daten TD, MD wieder über einen unidirektionalen Speicherzugriff 23 in entsprechende spezi- eil hierfür vorab definierte Speicherbereiche 14U, 15U im Hauptspeicher der äußeren Rechnereinheit 7 erfolgen. In diesem Fall erfolgt nur ein schreibender Zugriff der Datenkopiereinheit 1 1 auf diese Speicherbereiche 14U, 15U der äußeren Rechnereinheit 7. In der bevorzugten Variante erfolgt dieses Kopieren unter Verwendung eines Da- tenratenbegrenzers, der dafür sorgt, dass der Kanal für die Steuerdaten nicht als breitbandiger Datenkanal genutzt werden kann. Entsprechend sind die Speicherbereiche 14U, 15U auch nur beschränkt ausgelegt. Beispielsweise wird dafür gesorgt, dass nicht mehr als 10 Tastaturanschläge pro Sekunde übertragen werden und nicht mehr als 1000 Mausaktionen, beispielsweise Klicks oder Positionsaktualisierungen. Im Übrigen können die Speicherbereiche 14S, 15S, 14U, 15U für diese Eingabedaten TD, MD aber wie übliche Tastaturringspeicher oder Mausringspeicher aufgebaut sein und von ihren jeweiligen FZP-Servern (auf der inneren Rechnereinheit 9) bzw. FZP-Clients 8 (auf der äußeren Rechnereinheit 7) wie üb- lieh angesteuert werden. Eine Übertragung von größeren Datenmengen, beispielsweise von geheimen Softwareprogrammen, CAD-Dateien etc. über diese Kanäle, würde dann sehr lange dauern und wäre letztlich nicht mehr praktikabel. Ein nicht autorisierter Datentransport nach außen mit Hilfe von unlauteren Perso- nen, die als Nutzer in der Organisation mit dem internen Netzwerk tätig sind, ist dann auf diesem Wege nahezu vollständig unterbunden.
Sind solche Angriffe mit Hilfe von internen Personen nicht zu befürchten, kann die Datenübertragung der Eingabedaten bzw. Steuerdaten über Tastatur, Maus oder dergleichen auch ohne eine solche Datenbegrenzung erfolgen. Muss auf eine solche Datenbegrenzung für abfließende Daten aus dem internen Netzwerk 1 in das externe Netzwerk 2 keine Rücksicht genommen werden, können insbesondere auch Bewegtbilddaten und/oder Audiodaten vom internen Netzwerk 1 an das ex- terne Netzwerk 2 übertragen werden. Die Bewegtbilddaten VD3 können hierzu beispielsweise aus einem Frame Buffer bzw. in einem genau definierten Speicherbereich 25S im Hauptspeicher der inneren Rechnereinheit 9 hinterlegt werden und entsprechend können Audiodaten AD3 in einem Audioringspeicher bzw. genau definierten Speicherbereich 24S des Hauptspeichers der inneren Rechnerein- heit 9 hinterlegt werden. Die Datenkopier- einheit 1 1 liest dann diese dritten Audiodaten AD3 bzw. dritten Bewegtbilddaten VD3 ein und erzeugt darauf basierend vierte Audiodaten AD4 bzw. vierte Bewegtbilddaten VD4 in ähnlicher Weise, wie dies oben für den Weg vom externen Netzwerk 2 zum internen Netzwerk 1 beschrieben worden ist. Diese Audiodaten AD4 und Bewegtbilddaten VD4 werden in entsprechenden genau definierten Speicherbereichen 24U, 25U im Hauptspeicher der äußeren Rechnereinheit 7 geschrieben, wobei auch hier wieder nur ein schreibender Zugriff von der Datenkopiereinheit 1 1 in die Speicherbereiche der äußeren Rechnereinheit 7 möglich ist und kein Zugriff seitens der äußeren Rechnereinheit 7 in Richtung der Datenkopiereinheit 1 1 bzw. in Richtung des internen Netzwerks 1 . Veränderungen der Audiodaten AD3, AD4 bzw. Bewegtbilddaten VD3, VD4, z. B. mittels Zufallszahlen, auf diesem Wege sind optional. Prinzipiell kann auf diesem Wege auch ein einfaches Kopieren der Daten erlaubt sein, sofern nicht zu befürchten ist, dass Software in den Bild- und/oder Audiodaten verschlüsselt aus dem internen Netzwerk hinausgeschmuggelt wird.
Der äußere FZP-Client 8 auf der äußeren Rechnereinheit 7 überträgt sowohl die Steuerdaten bzw. Eingabedaten aus dem Speicher 14U, 15U als auch ggf. die Audiodaten AD4 und/oder Bewegtbilddaten VD4 an den externen Rechner 3, so dass die Daten dann weiter innerhalb der Anwendung 18 auf dem externen Rechner 3 genutzt werden können. Eine solche Übertragung von Bewegtbild- und Audiodaten zum externen Rechner 3 hin wäre beispielsweise dann sinnvoll, wenn es dem Benutzer im internen Netzwerk 1 erlaubt sein soll, über das Internet eine Vi- deokonferenz bzw. ein Videotelefonat oder dergleichen durchführen zu können.
Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Speicherbereiche 13S, 16S, 14S, 15S, 24S, 25S auf der inneren Rechnereinheit 9 optional sind und prinzipiell die Daten auch sofort an den internen Rechner 5 bzw. an entsprechende Rechner eines internen größeren Rechner-Netzwerkes weitergeleitet werden können. Allerdings sind solche Speicherbereiche zweckmäßig, um das gesamte Verfahren zu beschleunigen und für einen reibungslosen Ablauf zu sorgen, ohne dass der Nutzer am internen Rechner 5 überhaupt eine Verzögerung bemerkt. Figur 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50. Hierbei ist auch das interne Netzwerk 1 als ein Verbund von mehreren Rechnern symbolisch dargestellt.
Dargestellt ist hier eine Variante, bei der der externe Rechner 3 als virtueller Rechner auf der äußeren Rechnereinheit 7 innerhalb der Vorrichtung 50 realisiert ist. Auch dieser virtuelle Rechner 3 weist dann einen entsprechenden FZP-Server 4 auf, d. h. die ganze Funktionsweise erfolgt genau wie bei der Variante gemäß Figur 1 , wobei jedoch ein Gerät weniger benötigt wird. Die Vorrichtung 50 kann somit als eine physische Einheit bzw. Box zur Verfügung gestellt werden und ein- fach in die sonst übliche Internetverbindung zwischen dem internen Netzwerk 1 und dem Internet 27 zwischengeschaltet werden.
Eine weitere Variante ist in Figur 3 dargestellt. Hier ist anstelle des normalen Rechners 3 zwischen dem Internet 27 und dem Anschluss der Vorrichtung 50 für das externe Netzwerk ein Server 3 angeschlossen, auf dem virtuell mehrere FZP- Server 4 realisiert sind. Die Vorrichtung 50, d. h. sowohl die externe Rechnereinheit 7 als auch die interne Rechnereinheit 9 und die Datenkopiereinheit 1 1 , sind so ausgebildet, dass parallel mehrere Kanäle bzw. Sitzungen für die einzelnen FZP- Server 4 bedient werden können. Auf diese Weise können mehrere Nutzer des internen Netzwerks 1 mit ihren Rechnern jeweils über die Vorrichtung 50 auf ihnen jeweils zugeordnete FZP-Server 4 in dem Server 3 zugreifen und das Internet auf die erfindungsgemäße Weise nutzen. Zur Ausgestaltung der parallelen Kanäle müssen lediglich die interne und externe Rechnereinheit 9, 7 jeweils eine entsprechende Anzahl von (ebenfalls virtuellen) FZP-Servern und FZP-Clients aufweisen und es müssen entsprechend der Kanalanzahl mehr Speicherbereiche für die Audiodaten, Videodaten und Eingabedaten der verschiedenen Kanäle bereitgestellt werden. Ebenso muss die Datenkopiereinheit 1 1 dazu ausgebildet sein, dass sie parallel mehrere Kanäle bedienen kann.
Die FZP-Server 4 auf dem Server 3 können dabei so ausgebildet sein, dass sie jeweils neu angelegt werden, wenn eine Sitzung von einem Nutzer eines Rechners im internen Netzwerk 1 eröffnet wird, und zum Ende der Sitzung wird dieser FZP-Server 4 wieder gelöscht und somit auch alle eventuelle Schadsoftware zerstört. Ebenso ist es aber auch möglich, den Nutzern jeweils eigene FZP-Server 4 auf dem Server 3 zur Verfügung zu stellen, damit die Nutzer ihre Profildaten für die Nutzung des Internets hier hinterlegen können, beispielsweise bevorzugte Webseiten etc.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein, eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff„Einheit" nicht aus, dass diese auch aus mehreren, ggf. sogar räumlich getrennten Untereinheiten besteht. Bezugszeichenliste
1 abgeschlossene Rechner-Anordnung / internes Netzwerk
2 offenes Rechner-Netzwerk / externes Netzwerk
3 externer Rechner
4 externer FZP-Server
5 interner Rechner / Laptop
5T Tastatur
5M Maus
6 interner FZP-Client
7 äußere Rechnereinheit
8 äußerer FZP-Client
9 innere Rechnereinheit
10 innerer FZP-Server
1 1 Datenkopiereinheit
12 Zufallszahlengenerator
13U äußerer Übergabespeicherbereich (für Audiodaten) / Speicherbereich
13S innerer Speicherbereich (für Audiodaten)
14U äußerer Übergabespeicherbereich (für Tastaturevents)
14S innerer Speicherbereich (für Tastaturevents)
15U äußerer Übergabespeicherbereich (für Mausevents)
15S innerer Speicherbereich (für Mausevents)
16U äußerer Übergabespeicherbereich (für Bilddaten) / Speicherbereich 16S innerer Speicherbereich (für Bilddaten)
17 Anwendungsprogramm
18 Client-Anwendung
20 unidirektionaler Speicherzugriff / Speicherzugriffspfad
22 Abbild der Client-Anwendung
23 unidirektionaler Speicherzugriff / Speicherzugriffspfad
24U äußerer Übergabespeicherbereich (für Audiodaten out)
24S innerer Speicherbereich (für Audiodaten out)
25U äußerer Übergabespeicherbereich (für Bilddaten out)
25S innerer Speicherbereich (für Bilddaten out) 27 Internet
50 Vorrichtung
AD1 erste Audiodaten
VD1 erste Videodaten
AD2 zweite Audiodaten VD2 zweite Videodaten AD3 dritte Audiodaten
VD3 dritte Videodaten
AD4 vierte Audiodaten
VD4 vierte Videodaten
TD Eingabedaten der Tastatur MD Eingabedaten der Maus

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einem offenen Rechner- Netzwerk (2) und einer abgeschlossenen Rechneranordnung (1 ), wobei
- erste Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) von einem Rechner (3) des offenen Rechner-Netzwerks (2) in einem vorab genau reservierten ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) eines mit dem offenen Rechner-Netzwerk (2) verbundenen Speichers hinterlegt werden,
- die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) mittels einer, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit (1 1 ) über einen unidirektionalen Speicherzugriff (20) aus dem ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) ausgelesen werden und darauf basierend zweite Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) erzeugt werden, welche jeweils ein Abbild repräsentieren, das durch die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) definiert ist,
- die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) an die abgeschlossene
Rechneranordnung (1 ) weitergegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) auf Basis der ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) mit einem nicht von außen kontrollierbaren Verfahren erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) auf Basis der ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) unter Verwendung von Zufallszahlen erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei von der abgeschlossenen Rechneranordnung (1 ) Eingabedaten (TD, MD) eines Eingabegeräts (5T, 5M) einer Benutzerschnittstelle aus einem ersten Eingabespeicherbereich (14S, 15S) der abgeschlossenen Rechner-Anordnung (1 ) in einen mit dem offenen Rechner-Netzwerk (2) verbundenen zweiten Eingabespeicherbereich (14U, 15U) kopiert werden, wobei die Datenrate auf einen vorgegebenen, vorzugsweise eingabegerätabhängigen, Sicherheitsgrenzwert limitiert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Sicherheitsgrenzwert so festgelegt ist, dass bei
einer Tastatur (5T) als Eingabegerät (5T) nicht mehr als 10, vorzugsweise nicht mehr als 5, Tastaturanschläge pro Sekunde
und/oder
einer Maus (5M) als Eingabegerät (5M) nicht mehr als 1000, vorzugsweise nicht mehr als 100, Aktionen pro Sekunde
in den zweiten Eingabespeicher (14U, 15U) kopiert werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- von der abgeschlossenen Rechner-Anordnung (1 ) dritte Bild- und/oder Audiodaten (VD3, AD3) in einem dritten Übergabespeicherbereich (25S, 24S) hinterlegt werden
- die dritten Bild- und/oder Audiodaten (VD3, AD3) mittels einer, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit (1 1 ) über einen unidirektionalen Speicherzugriff (26) aus dem dritten Übergabespeicherbereich (25S, 24S) ausgelesen werden und darauf basierend vierte Bild- und/oder Audiodaten (VD4, AD4) erzeugt werden, welche jeweils ein Abbild repräsentieren, das durch die dritten Bild- und/oder Audiodaten (VD3, AD3) definiert ist,
- die vierten Bild- und/oder Audiodaten (VD4, AD4) in einem vierten Übergabespeicherbereich (25U, 24U) eines mit dem offenen Rechner-Netzwerk (2) verbundenen Speichers abgelegt werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) vor der Hinterlegung in dem ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) und/oder die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) vor der Übergabe an die abgeschlossene Rechner-Anordnung (2) zwischengespeichert werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) unter Nutzung eines Fernzugriffsprotokolls im ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) hinterlegt werden und/oder die Ein- gabedaten (TD, MD) des Eingabegeräts (5T, 5M) aus dem zweiten Eingabespeicherbereich (14U, 15U) abgerufen werden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) unter Nutzung eines Fernzugriffsprotokolls aus einem zweiten Übergabespeicherbereich (16S, 13S) an die abgeschlossene Rechner-Anordnung (1 ) weitergegeben werden und/oder die Eingabedaten (TD, MD) des Eingabegeräts (5T, 5M) im ersten Eingabespeicherbereich (14S, 15S) hinterlegt werden.
10. Vorrichtung (50) zur Übertragung von Daten zwischen einem offenen Rechner- Netzwerk (2) und einer abgeschlossenen Rechner-Anordnung (1 ), mit
- einer äußeren Rechnereinheit (7), welche ausgebildet ist, um erste Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) von einem Rechner (3) des offenen Rechner- Netzwerks (2) in einem vorab genau reservierten ersten Übergabespeicherbereich (16U, 13U) auf einem im Betrieb mit dem offenen Rechner-Netzwerk (2) verbundenen Speicher zu hinterlegen,
- einer, vorzugsweise hardwarebasierten, Datenkopiereinheit (1 1 ), welche ausgebildet ist, um über einen unidirektionalen Speicherzugriff (20) die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) aus dem ersten Übergabespeicherbereich
(16U, 13U) auszulesen und darauf basierend zweite Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) zu erzeugen, welche jeweils ein Abbild repräsentieren, das durch die ersten Bild- und/oder Audiodaten (VD1 , AD1 ) definiert ist,
- einer inneren Rechnereinheit (9), welche ausgebildet ist, um die zweiten Bild- und/oder Audiodaten (VD2, AD2) in der abgeschlossenen Rechner-Anordnung
(1 ) weiterzugeben.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, umfassend einen äußeren Fernzug riffsproto- koll-Server (4) mit einer Schnittstelle zum Einbinden in ein offenes Rechner- Netzwerk (2), wobei die äußere Rechnereinheit (7) einen Fernzugriffsprotokoll- Client (8) aufweist, um mit dem Fernzugriffsprotokoll-Server (4) Daten gemäß einem definierten Fernzugriffsprotokoll auszutauschen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 , umfassend eine Anzahl von virtuellen äußeren Fernzugriffsprotokoll-Servern (4) auf einer im offenen Rechner- Netzwerk (2) eingebundenen Rechnereinrichtung (3).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei zumindest ein äußerer Fernzugriffspro- tokoll-Server (4) virtuell auf der äußere Rechnereinheit (7) realisiert ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, umfassend einen inneren Fernzugriffsprotokoll-Client (6), welcher im Betrieb mit einer Benutzerschnittstelle (5T, 5M) gekoppelt ist, wobei die innere Rechnereinheit (9) einen Fernzug riffspro- tokoll-Server (10) aufweist, um mit dem inneren Fernzugriffsprotokoll-Client (6) Daten gemäß einem definierten Fernzugriffsprotokoll auszutauschen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, umfassend eine Mehrzahl von inneren Fernzu- griffsprotokoll-Clients (6), welche jeweils mit einer Benutzerschnittstelle (5T, 5M) gekoppelt sind und jeweils auf einen, vorzugsweise während einer Sitzung fest zugeordneten, Fernzugriffsprotokoll-Server (10) der Rechnereinheit (9) zugreifen.
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