NET.3.1 Router und Switches

NET.3.1 Router und Switches - Sicherer Einsatz von Router und Switches

Beschreibung

Rückgrat von Compuernetzwerken

• Ausfall kann zum Stillstand des Netzwerkes führen
• Müssen besonders abgesichert werden

Router

OSI-Schicht 3 (Netzschicht)

• Vermitteln Datenpakete anhand der Ziel-IP-Adresse im IP-Header
• Verbindung verschiedener Topografien

Verwendung

• Netze segmentieren
• Netze verbinden

Router identifiziert eine geeignete Verbindung zwischen dem Quellsystem bzw. Quellnetz und dem Zielsystem bzw. Zielnetz

• In den meisten Fällen geschieht dies, indem er die Datenpakete an den nächsten Router weitergibt

Switches

Klassische Switches arbeiten auf dem Data-Link-Layer (2) des OSI-Referenzmodells.

Es sind Switches mit unterschiedlichen Funktionen erhältlich

• Hersteller kennzeichnen Geräte oft mit dem OSI-Layer, der unterstützt wird
  • Layer-2-Switch
  • Layer-3-Switch
  • Layer-4-Switch

Layer-3- und Layer-4-Switches sind funktional Router

• Funktionen von Switches und Routern werden so in einem Gerät vereint

Abgrenzung und Modellierung

NET.3.1 Router und Switches ist auf jeden Router und Switch anzuwenden

Herstellerunabhängigkeit

• Keine Beschreibung von Anforderungen für bestimmte Produkte
• So weit wie möglich herstellerunabhängig

Verschmelzung von Routern und Switches

• Großteil der Anforderungen kann sowohl auf Router als auch auf Switches angewendet werden
• Hier wird weitgehend nicht zwischen den Gerätearten unterschieden

Routing-Funktionen von Betriebssysteme

• Betriebssysteme bieten Routing-Funktionalität
• werden hier nicht beschrieben

Infrastrukturellen Sicherheit

Bausteine der Schicht INF Infrastruktur

• geeignete Aufstellung
• Stromversorgung
• Verkabelung

Virtuelle Router und Switches

werden hier nicht beschrieben

Firewall

• NET.3.2 Firewall

Netzdesigns und -managements

• NET.1.1 Netzarchitektur und -design
• NET.1.2 Netzmanagement

Router und Switches berücksichtigen

• ORP.4 Identitäts- und Berechtigungsmanagement
• OPS.1.1.3 Patch- und Änderungsmanagement
• CON.3 Datensicherungskonzept
• OPS.1.1.2 Ordnungsgemäße IT-Administration

Gefährdungslage

Gefährdung	Beschreibung
Distributed Denial of Service (DDoS)	Bei einem DDoS-Angriff auf ein geschütztes Netz, beispielsweise per TCP SYN Flooding oder UDP Packet Storm, kann aufgrund der vielen Netzverbindungen, die verarbeitet werden müssen, der Router ausfallen. Das kann dazu führen, dass bestimmte Dienste im Local Area Network (LAN) nicht mehr verfügbar sind oder das gesamte LAN ausfällt.
Manipulation	Gelingt es einem Angreifer, unberechtigt auf einen Router oder Switch zuzugreifen, kann er die Geräte neu konfigurieren oder auch zusätzliche Dienste starten. Die Konfiguration lässt sich beispielsweise so verändern, dass Dienste, Clients oder ganze Netzsegmente geblockt werden. Gleichzeitig kann ein Angreifer am Switch den Netzverkehr abfangen, mitlesen oder manipulieren.
Fehlerhafte Konfiguration	Router und Switches werden mit einer Standardkonfiguration ausgeliefert, in der viele Dienste aktiviert sind. Auch verraten Login-Banner etwa die Modell- und Versionsnummer des Gerätes. Werden Router und Switches mit unsicheren Werkseinstellungen produktiv eingesetzt, kann einfacher unberechtigt auf sie zugegriffen werden. Im schlimmsten Fall sind dadurch interne Dienste für Angreifer erreichbar.
Fehlerhafte Planung und Konzeption	Viele Institutionen planen und konzipieren den Einsatz von Routern und Switches fehlerhaft. So werden unter anderem Geräte beschafft, die nicht ausreichend dimensioniert sind, z.B. hinsichtlich der Port-Anzahl oder der Leistung. In der Folge kann ein Router oder Switch bereits überlastet sein, wenn er zum ersten Mal eingesetzt wird. Dadurch sind eventuell Dienste oder ganze Netze nicht erreichbar und der Fehler muss aufwendig korrigiert werden.
Inkompatible aktive Netzkomponenten	Kompatibilitätsprobleme können insbesondere dann entstehen, wenn bestehende Netze um aktive Netzkomponenten anderer Hersteller ergänzt oder wenn Netze mit Netzkomponenten unterschiedlicher Hersteller betrieben werden. Werden aktive Netzkomponenten mit unterschiedlichen Implementierungen desselben Kommunikationsverfahrens gemeinsam in einem Netz betrieben, können einzelne Teilbereiche des Netzes, bestimmte Dienste oder sogar das gesamte Netz ausfallen.
MAC-Flooding	Beim MAC-Flooding schickt ein Angreifer viele Anfragen mit wechselnden Quell-MAC-Adressen an einen Switch. Sobald der Switch dann die Limits der MAC-Adressen, die er speichern kann, erreicht hat, fängt er an, sämtliche Anfragen an alle IT-Systeme im Netz zu schicken. Dadurch kann der Angreifer den Netzverkehr einsehen.
Spanning-Tree-Angriffe	Bei Spanning-Tree-Angriffen versendet ein Angreifer sogenannte Bridge Protocol Data Units (BPDUs), mit dem Ziel, die Switches dazu zu bringen, seinen eigenen (bösartigen) Switch als Root Bridge anzusehen. Dadurch wird der Netzverkehr über den Switch des Angreifers umgeleitet, sodass er alle über ihn versendeten Informationen mitschneiden kann. In der Folge kann er DDoS-Attacken initiieren und durch falsche BPDUs das Netz dazu zwingen, die Spanning-Tree-Topologie neu aufzubauen, wodurch das Netz ausfallen kann.
GARP-Attacken	Bei Gratuitous-ARP (GARP)-Attacken sendet der Angreifer unaufgeforderte ARP-Antworten an bestimmte Opfer oder an alle IT-Systeme im selben Subnetz. In dieser gefälschten ARP-Antwort trägt der Angreifer seine MAC-Adresse als Zuordnung zu einer fremden IP-Adresse ein und bringt das Opfer dazu, seine ARP-Tabelle so zu verändern, dass der Netzverkehr nun zum Angreifer, anstatt zum validen Ziel gesendet wird. Dadurch kann er die Kommunikation zwischen den Opfern mitschneiden oder sie manipulieren.

Anforderungen

Rollen und Zuständigkeiten

• Grundsätzlich ist der IT-Betrieb für die Erfüllung der Anforderungen zuständig.
• Der Informationssicherheitsbeauftragte (ISB) ist bei strategischen Entscheidungen stets einzubeziehen.
• Außerdem ist der ISB dafür zuständig, dass alle Anforderungen gemäß dem festgelegten Sicherheitskonzept erfüllt und überprüft werden.
• Zusätzlich kann es noch andere Rollen geben, die weitere Zuständigkeiten beider Erfüllung von Anforderungen haben.
• Diese sind dann jeweils explizit in eckigen Klammern in der Überschrift der jeweiligen Anforderungen aufgeführt.
• Zuständigkeiten Rollen Grundsätzlich zuständig IT-Betrieb
• Weitere Zuständigkeiten

Basis-Anforderungen

MÜSSEN vorrangig erfüllt werden

A1 Sichere Grundkonfiguration eines Routers oder Switches (B)

Bevor ein Router oder Switch eingesetzt wird, MUSS er sicher konfiguriert werden

• Alle Konfigurationsänderungen SOLLTEN nachvollziehbar dokumentiert sein
• Die Integrität der Konfigurationsdateien MUSS in geeigneter Weise geschützt werden
• Bevor Zugangspasswörter abgespeichert werden, MÜSSEN sie mithilfe eines zeitgemäßen kryptografischen Verfahrens abgesichert werden
  • CON.1 Kryptokonzept
• Router und Switches MÜSSEN so konfiguriert sein, dass nur zwingend erforderliche Dienste, Protokolle und funktionale Erweiterungen genutzt werden.
• Nicht benötigte Dienste, Protokolle und funktionale Erweiterungen MÜSSEN deaktiviert oder ganz deinstalliert werden.
• Ebenfalls MÜSSEN nicht benutzte Schnittstellen auf Routern und Switches deaktiviert werden.
• Unbenutzte Netzports MÜSSEN nach Möglichkeit deaktiviert oder zumindest einem dafür eingerichteten Unassigned-VLAN zugeordnet werden.

Wenn funktionale Erweiterungen benutzt werden, MÜSSEN die Sicherheitsrichtlinien der Institution weiterhin erfüllt sein.

• Auch SOLLTE begründet und dokumentiert werden, warum solche Erweiterungen eingesetzt werden.
• Informationen über den internen Konfigurations- und Betriebszustand MÜSSEN nach außen verborgen werden.
• Unnötige Auskunftsdienste MÜSSEN deaktiviert werden.

A4 Schutz der Administrationsschnittstellen (B)

Alle Administrations- und Managementzugänge der Router und Switches MÜSSEN auf einzelne Quell-IP-Adressen bzw. -Adressbereiche eingeschränkt werden

• Es MUSS sichergestellt sein, dass aus nichtvertrauenswürdigen Netzen heraus nicht direkt auf die Administrationsschnittstellen zugegriffen werdenkann.
• Um Router und Switches zu administrieren bzw. zu überwachen, SOLLTEN geeignet verschlüsselte Protokolle eingesetzt werden.
• Sollte dennoch auf unverschlüsselte Protokolle zurückgegriffen werden, MUSS für die Administration ein eigenes Administrationsnetz (Out-of-Band-Management) genutzt werden.
• Die Managementschnittstellen und die Administrationsverbindungen MÜSSEN durch eine separate Firewallgeschützt werden.
• Für die Schnittstellen MÜSSEN geeignete Zeitbeschränkungen für z. B. Timeoutsvorgegeben werden.
• Alle für das Management-Interface nicht benötigten Dienste MÜSSEN deaktiviert werden.
• Verfügt eine Netzkomponente über eine dedizierte Hardwareschnittstelle, MUSS der unberechtigte Zugriff darauf ingeeigneter Weise unterbunden werden.

A5 Schutz vor Fragmentierungsangriffen (B)

An Routern und Layer-3-Switches MÜSSEN Mechanismen zum Schutz vor IPv4/v6-Fragmentierungsangriffe abzuwehren.

A6 Notfallzugriff auf Router und Switches (B)

Es MUSS für die Administratoren immer möglich sein, direkt auf Router und Switches zuzugreifen, sodass diese weiterhin lokal administriert werden können, auch wenn das gesamte Netz ausfällt.

A7 Protokollierung

Protokollierung bei Routern und Switches (B)

• Ein Router oder Switch MUSS so konfiguriert werden, dass er unter anderem folgende Ereignisse protokolliert:
• Konfigurationsänderungen (möglichst automatisch)
• Reboot
• Systemfehler
• Statusänderungen pro Interface, System und Netzsegment sowie
• Login-Fehler

A8 Regelmäßige Datensicherung (B)

Konfigurationsdateien von Routern und Switches MÜSSEN regelmäßig gesichert werden

Sicherungskopien MÜSSEN so abgelegt werden, dass im Notfall darauf zugegriffen werden kann

A9 Betriebsdokumentationen (B)

Die wichtigsten betrieblichen Aufgaben eines Routers oder Switches MÜSSEN geeignet dokumentiert werden

• Es SOLLTEN alle Konfigurationsänderungen sowie sicherheitsrelevante Aufgaben dokumentiert werden
• Die Dokumentation SOLLTEN vor unbefugten Zugriffen geschützt werden

Standard-Anforderungen

Gemeinsam mit den Basis-Anforderungen entsprechen die folgenden Anforderungen dem Stand der Technik für den Baustein NET.3.1 Router und Switches. Sie SOLLTEN grundsätzlich erfüllt werden!

A10 Erstellung einer Sicherheitsrichtlinie (S)

Ausgehend von der allgemeinen Sicherheitsrichtlinie der Institution SOLLTE eine spezifische Sicherheitsrichtlinie erstellt werden

• In der Sicherheitsrichtlinie SOLLTEN nachvollziehbar Anforderungen und Vorgaben beschrieben sein, wie Router und Switches sicher betrieben werden können.
• Die Richtlinie SOLLTE allen Administratoren bekannt und grundlegend für ihre Arbeit sein.
• Wird die Richtlinie verändert oder wird von den festgelegten Anforderungen abgewichen, SOLLTE das mit dem ISB abgestimmt und dokumentiert werden.
• Es SOLLTE regelmäßig überprüft werden, ob die Richtlinie noch korrekt umgesetzt ist.
• Die Ergebnisse SOLLTEN geeignet dokumentiert werden.

A11 Beschaffung eines Routers oder Switches (S)

Bevor Router oder Switches beschafft werden, SOLLTE basierend auf der Sicherheitsrichtlinie eine Anforderungsliste erstellt werden, anhand derer die am Markt erhältlichen Produkte bewertet werden.

• Es SOLLTE darauf geachtet werden, dass das von der Institution angestrebte Sicherheitsniveau mit den zu beschaffenden Geräten erreicht werden kann.
• Grundlage für die Beschaffung SOLLTEN daher die Anforderungen aus der Sicherheitsrichtlinie sein.

A12 Erstellung einer Konfigurations-Checkliste für Router und Switches (S)

Es SOLLTE eine Konfigurations-Checkliste erstellt werden, anhand derer die wichtigsten sicherheitsrelevanten Einstellungen auf Routern und Switches geprüft werden können.

• Da die sichere Konfiguration stark vom Einsatzzweck abhängt, SOLLTEN die unterschiedlichen Anforderungen der Gerät ein der Konfigurations-Checkliste berücksichtigt werden.

A13 Administration über ein gesondertes Managementnetz (S)

Router und Switches SOLLTEN ausschließlich über ein separates Managementnetz (Out-of-Band-Management) administriert werden.

• Eine eventuell vorhandene Administrationsschnittstelle über das eigentliche Datennetz (In-Band) SOLLTE deaktiviert werden.
• Die verfügbaren Sicherheitsmechanismen der eingesetzten Managementprotokolle zur Authentisierung, Integritätssicherung und Kryptografie SOLLTEN aktiviert werden.
• Alle unsicheren Managementprotokolle SOLLTEN deaktiviert werden.

A14 Schutz vor Missbrauch von ICMP-Nachrichten (S)

Die Protokolle ICMP und ICMPv6 SOLLTEN restriktiv gefiltert werden.

A15 Bogon- und Spoofing-Filterung (S)

Es SOLLTE verhindert werden, dass Angreifer mithilfe gefälschter, reservierter oder noch nicht zugewiesener IP-Adressen in die Router und Switches eindringen können.

A16 Schutz vor „IPv6 Routing Header Type-0“-Angriffen (S)

Beim Einsatz von IPv6 SOLLTEN Mechanismen eingesetzt werden, die Angriffe auf den Routing-Header des Type-0 erkennen und verhindern.

A17 Schutz vor DoS- und DDoS-Angriffen (S)

Es SOLLTEN Mechanismen eingesetzt werden, die hochvolumige Angriffe sowie TCP-State-Exhaustion-Angriffe erkennen und abwehren.

A18 Einrichtung von Access Control Lists (S)

Zugriff auf Router und Switches SOLLTE mithilfe von Access Control Lists (ACLs) definiert werden

• In der ACL SOLLTE anhand der Sicherheitsrichtlinie der Institution festgelegt werden, über welche IT-Systeme oder Netze mit welcher Methode auf einen Router oder Switch zugegriffen werden darf.
• Für den Fall, dass keine spezifischen Regeln existieren, SOLLTE generell der restriktivere Whitelist-Ansatz bevorzugt werden.

A19 Sicherung von Switch-Ports (S)

Die Ports eines Switches SOLLTEN vor unberechtigten Zugriffen geschützt werden.

A20 Sicherheitsaspekte von Routing-Protokollen (S)

Router SOLLTEN sich authentisieren, wenn sie Routing-Informationen austauschen oder Updates für Routing-Tabellen verschicken.

• Es SOLLTEN ausschließlich Routing-Protokolle eingesetzt werden, die dies unterstützen.
• Dynamische Routing-Protokolle SOLLTEN ausschließlich in sicheren Netzen verwendet werden.
• Sie DÜRFEN NICHT in demilitarisierten Zonen (DMZs) eingesetzt werden.
• In DMZs SOLLTEN stattdessenstatische Routen eingetragen werden.

A21 Identitäts- und Berechtigungsmanagement in der Netzinfrastruktur(S)

Router und Switches SOLLTEN an ein zentrales Identitäts- und Berechtigungsmanagement angebunden werden

• siehe ORP.4 Identitäts- und Berechtigungsmanagement

A22 Notfallvorsorge bei Routern und Switches (S)

Es SOLLTE geplant und vorbereitet werden, welche Fehler bei Routern oder Switches in einem Notfall diagnostiziert werden könnten.

• Außerdem SOLLTE geplant und vorbereitet werden, wie die identifizierten Fehler behoben werden können.
• Für typische Ausfallszenarien SOLLTEN entsprechende Handlungsanweisungen definiert und in regelmäßigen Abständen aktualisiert werden.
• Die Notfallplanungen für Router und Switches SOLLTEN mit der übergreifenden Störungs- und Notfallvorsorge abgestimmt sein.
• Die Notfallplanungen SOLLTEN sich am allgemeinen Notfallvorsorgekonzept orientieren (siehe DER.4 Notfallmanagement).
• Es SOLLTE sichergestellt sein, dass die Dokumentationen zur Notfallvorsorge und die darin enthaltenen Handlungsanweisungen in Papierformvorliegen.
• Das im Rahmen der Notfallvorsorge beschriebene Vorgehen SOLLTE regelmäßig geprobt werden.

A23 Revision und Penetrationstests (S)

Router und Switches SOLLTEN regelmäßig auf bekannte Sicherheitsprobleme hin überprüft werden.

• Auch SOLLTEN regelmäßig Revisionen durchgeführt werden.
• Dabei SOLLTE unter anderem geprüft werden, ob der Ist-Zustand der festgelegten sicheren Grundkonfiguration entspricht.
• Die Ergebnisse SOLLTEN nachvollziehbar dokumentiert und mit dem Soll-Zustand abgeglichen werden.
• Abweichungen SOLLTE nachgegangen werden.

Anforderungen bei erhöhtem Schutzbedarf

Exemplarische Vorschläge

• Anforderungen, die über das dem Stand der Technik entsprechende Schutzniveau hinausgehen
• SOLLTEN bei ERHÖHTEM SCHUTZBEDARF in Betracht gezogen werden
• Die konkrete Festlegung erfolgt im Rahmen einer Risikoanalyse

A24 Einsatz von Netzzugangskontrollen (H)

Eine Port-based Access Control SOLLTE nach IEEE 802.1x auf Basis von EAP-TLS implementiert werden

• Es SOLLTE KEINE Implementierung nach den Standards IEEE 802.1x-2001 und IEEE 802.1x-2004 erfolgen.

A25 Erweiterter Integritätsschutz für die Konfigurationsdateien (H)

Stürzt ein Router oder Switch ab, SOLLTE sichergestellt werden, dass bei der Wiederherstellung bzw. beim Neustart keine alten oder fehlerhaften Konfigurationen (unter anderem ACLs) benutzt werden.

A26 Hochverfügbarkeit (H)

Die Realisierung einer Hochverfügbarkeitslösung SOLLTE den Betrieb der Router und Switches bzw. deren Sicherheitsfunktionen NICHT behindern oder das Sicherheitsniveau senken.

• Router und Switches SOLLTEN redundant ausgelegt werden.
• Dabei SOLLTE darauf geachtet werden, dass die Sicherheitsrichtlinie der Institution eingehalten wird.

A27 Bandbreitenmanagement für kritische Anwendungen und Dienste (H)

Router und Switches SOLLTEN Funktionen enthalten und einsetzen, mit denen sich die Applikationen erkennen und Bandbreiten priorisieren lassen.

A28 Einsatz von zertifizierten Produkten (H)

Es SOLLTEN Router und Switches mit einer Sicherheitsevaluierung nach Common Criteria eingesetzt werden, mindestens mit der Stufe EAL

Weiterführende Informationen

Wissenswertes

BSI

• Das BSI hat in den BSI-Standards zur Internet Sicherheit (ISi-Reihe) weitere Informationen zur Sicherheit bei Routern und Switches veröffentlicht.

IEEE

• Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hat in seiner Standard-Reihe die Standards IEEE802.1Q „IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Bridges and Bridged Networks“ und IEEE802.1AE „IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) Security“veröffentlicht.

RDC

• In den Requests for Comments (RFC) bieten der RFC 6165 „Extensions to IS-IS for Layer-2 Systems“ und derRFC 7348 „Virtual Extensible Local Area Network (VXLAN): A Framework for Overlaying Virtualized Layer 2Networks over Layer 3 Networks“ weiterführende Informationen zu Routern und Switches.

Anlagen

Elementaren Gefährdungen

Kreuzreferenztabelle

• Zuordnung von elementaren Gefährdungen zu den Anforderungen
• Anhand dieser Tabelle kann ermittelt werden, welche elementaren Gefährdungen durch welche Anforderungen abgedeckt sind.
• Durch die Umsetzung der aus den Anforderungen abgeleiteten Sicherheitsmaßnahmen wird den entsprechenden elementaren Gefährdungen entgegengewirkt.
• Die Buchstaben in der zweiten Spalte (C =Vertraulichkeit, I = Integrität, A = Verfügbarkeit) zeigen an, welche Grundwerte der Informationssicherheit durch die Anforderung vorrangig geschützt werden.

Nr	Gefährdung	Grundwert
G 0.09	Ausfall oder Störung von Kommunikationsnetzen
G 0.11	Ausfall oder Störung von Dienstleistern
G 0.14	Ausspähen von Informationen (Spionage)
G 0.15	Abhören
G 0.18	Fehlplanung oder fehlende Anpassung
G 0.19	Offenlegung schützenswerter Informationen
G 0.20	Informationen oder Produkte aus unzuverlässiger Quelle
G 0.21	Manipulation von Hard- oder Software
G 0.22	Manipulation von Informationen
G 0.23	Unbefugtes Eindringen in IT-Systeme
G 0.25	Ausfall von Geräten oder Systemen
G 0.26	Fehlfunktion von Geräten oder Systemen
G 0.27	Ressourcenmangel
G 0.29	Verstoß gegen Gesetze oder Regelungen
G 0.30	Unberechtigte Nutzung oder Administration von Geräten und Systemen
G 0.31	Fehlerhafte Nutzung oder Administration von Geräten und Systemen
G 0.32	Missbrauch von Berechtigungen
G 0.36	Identitätsdiebstahl
G 0.37	Abstreiten von Handlungen
G 0.38	Missbrauch personenbezogener Daten
G 0.40	Verhinderung von Diensten (Denial of Service)
G 0.43	Einspielen von Nachrichten
G 0.45	Datenverlust
G 0.46	Integritätsverlust schützenswerter Informationen