ATTACKS AND COUNTERMEASURES FOR WEBVIEW ON MOBILE SYSTEMS

ABSTRACT All the mainstream mobile operating systems provide a web container, called ``WebView\u27\u27. This Web-based interface can be included as part of the mobile application to retrieve and display web contents from remote servers. WebView not only provides the same functionalities as web browser, more importantly, it enables rich interactions between mobile apps and webpages loaded inside WebView. Through its APIs, WebView enables the two-way interaction. However, the design of WebView changes the landscape of the Web, especially from the security perspective. This dissertation conducts a comprehensive and systematic study of WebView\u27s impact on web security, with a particular focus on identifying its fundamental causes. This dissertation discovers multiple attacks on WebView, and proposes new protection models to enhance the security of WebView. The design principles of these models are also described as well as the prototype implementation in Android platform. Evaluations are used to demonstrate the effectiveness and performance of these protection models

Secure Communication in Disaster Scenarios

Während Naturkatastrophen oder terroristischer Anschläge ist die bestehende Kommunikationsinfrastruktur häufig überlastet oder fällt komplett aus. In diesen Situationen können mobile Geräte mithilfe von drahtloser ad-hoc- und unterbrechungstoleranter Vernetzung miteinander verbunden werden, um ein Notfall-Kommunikationssystem für Zivilisten und Rettungsdienste einzurichten. Falls verfügbar, kann eine Verbindung zu Cloud-Diensten im Internet eine wertvolle Hilfe im Krisen- und Katastrophenmanagement sein. Solche Kommunikationssysteme bergen jedoch ernsthafte Sicherheitsrisiken, da Angreifer versuchen könnten, vertrauliche Daten zu stehlen, gefälschte Benachrichtigungen von Notfalldiensten einzuspeisen oder Denial-of-Service (DoS) Angriffe durchzuführen. Diese Dissertation schlägt neue Ansätze zur Kommunikation in Notfallnetzen von mobilen Geräten vor, die von der Kommunikation zwischen Mobilfunkgeräten bis zu Cloud-Diensten auf Servern im Internet reichen. Durch die Nutzung dieser Ansätze werden die Sicherheit der Geräte-zu-Geräte-Kommunikation, die Sicherheit von Notfall-Apps auf mobilen Geräten und die Sicherheit von Server-Systemen für Cloud-Dienste verbessert

TLS on Android – Evolution over the last decade

Mobile Geräte und mobile Plattformen sind omnipräsent. Android hat sich zum bedeutendsten mobilen Betriebssystem entwickelt und bietet Milliarden Benutzer:innen eine Plattform mit Millionen von Apps. Diese bieten zunehmend Lösungen für alltägliche Probleme und sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Mobile Apps arbeiten dazu mehr und mehr mit persönlichen sensiblen Daten, sodass ihr Datenverkehr ein attraktives Angriffsziel für Man-in-the-Middle-attacks (MitMAs) ist. Schutz gegen solche Angriffe bieten Protokolle wie Transport Layer Security (TLS) und Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS), deren fehlerhafter Einsatz jedoch zu ebenso gravierenden Unsicherheiten führen kann. Zahlreiche Ereignisse und frühere Forschungsergebnisse haben diesbezüglich Schwachstellen in Android Apps gezeigt. Diese Arbeit präsentiert eine Reihe von Forschungsbeiträgen, die sich mit der Sicherheit von Android befassen. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Netzwerksicherheit von Android Apps. Hierbei untersucht diese Arbeit verschiedene Möglichkeiten zur Verbesserung der Netzwerksicherheit und deren Erfolg, wobei sie die Situation in Android auch mit der generellen Evolution von Netzwerksicherheit in Kontext setzt. Darüber hinaus schließt diese Arbeit mit einer Erhebung der aktuellen Situation und zeigt Möglichkeiten zur weiteren Verbesserung auf.Smart devices and mobile platforms are omnipresent. Android OS has evolved to become the most dominating mobile operating system on the market with billions of devices and a platform with millions of apps. Apps increasingly offer solutions to everyday problems and have become an indispensable part of people’s daily life. Due to this, mobile apps carry and handle more and more personal and privacy-sensitive data which also involves communication with backend or third party services. Due to this, their network traffic is an attractive target for Man-in-the-Middle-attacks (MitMAs). Protection against such attacks is provided by protocols such as Transport Layer Security (TLS) and Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS). Incorrect use of these, however, can impose similar vulnerabilities lead to equally serious security issues. Numerous incidents and research efforts have featured such vulnerabilities in Android apps in this regard. This thesis presents a line of research addressing security on Android with a main focus on the network security of Android apps. This work covers various approaches for improving network security on Android and investigates their efficacy as well as it puts findings in context with the general evolution of network security in a larger perspective. Finally, this work concludes with a survey of the current state of network security in Android apps and envisions directions for further improvement

Counteracting phishing through HCI

Computer security is a very technical topic that is in many cases hard to grasp for the average user. Especially when using the Internet, the biggest network connecting computers globally together, security and safety are important. In many cases they can be achieved without the user's active participation: securely storing user and customer data on Internet servers is the task of the respective company or service provider, but there are also a lot of cases where the user is involved in the security process, especially when he or she is intentionally attacked. Socially engineered phishing attacks are such a security issue were users are directly attacked to reveal private data and credentials to an unauthorized attacker. These types of attacks are the main focus of the research presented within my thesis. I have a look at how these attacks can be counteracted by detecting them in the first place but also by mediating these detection results to the user. In prior research and development these two areas have most often been regarded separately, and new security measures were developed without taking the final step of interacting with the user into account. This interaction mainly means presenting the detection results and receiving final decisions from the user. As an overarching goal within this thesis I look at these two aspects united, stating the overall protection as the sum of detection and "user intervention". Within nine different research projects about phishing protection this thesis gives answers to ten different research questions in the areas of creating new phishing detectors (phishing detection) and providing usable user feedback for such systems (user intervention): The ten research questions cover five different topics in both areas from the definition of the respective topic over ways how to measure and enhance the areas to finally reasoning about what is making sense. The research questions have been chosen to cover the range of both areas and the interplay between them. They are mostly answered by developing and evaluating different prototypes built within the projects that cover a range of human-centered detection properties and evaluate how well these are suited for phishing detection. I also take a look at different possibilities for user intervention (e.g. how should a warning look like? should it be blocking or non-blocking or perhaps even something else?). As a major contribution I finally present a model that combines phishing detection and user intervention and propose development and evaluation recommendations for similar systems. The research results show that when developing security detectors that yield results being relevant for end users such a detector can only be successful in case the final user feedback already has been taken into account during the development process.Sicherheit rund um den Computer ist ein, für den durchschnittlichen Benutzer schwer zu verstehendes Thema. Besonders, wenn sich die Benutzer im Internet - dem größten Netzwerk unserer Zeit - bewegen, ist die technische und persönliche Sicherheit der Benutzer extrem wichtig. In vielen Fällen kann diese ohne das Zutun des Benutzers erreicht werden. Datensicherheit auf Servern zu garantieren obliegt den Dienstanbietern, ohne dass eine aktive Mithilfe des Benutzers notwendig ist. Es gibt allerdings auch viele Fälle, bei denen der Benutzer Teil des Sicherheitsprozesses ist, besonders dann, wenn er selbst ein Opfer von Attacken wird. Phishing Attacken sind dabei ein besonders wichtiges Beispiel, bei dem Angreifer versuchen durch soziale Manipulation an private Daten des Nutzers zu gelangen. Diese Art der Angriffe stehen im Fokus meiner vorliegenden Arbeit. Dabei werfe ich einen Blick darauf, wie solchen Attacken entgegen gewirkt werden kann, indem man sie nicht nur aufspürt, sondern auch das Ergebnis des Erkennungsprozesses dem Benutzer vermittelt. Die bisherige Forschung und Entwicklung betrachtete diese beiden Bereiche meistens getrennt. Dabei wurden Sicherheitsmechanismen entwickelt, ohne den finalen Schritt der Präsentation zum Benutzer hin einzubeziehen. Dies bezieht sich hauptsächlich auf die Präsentation der Ergebnisse um dann den Benutzer eine ordnungsgemäße Entscheidung treffen zu lassen. Als übergreifendes Ziel dieser Arbeit betrachte ich diese beiden Aspekte zusammen und postuliere, dass Benutzerschutz die Summe aus Problemdetektion und Benutzerintervention' ("user intervention") ist. Mit Hilfe von neun verschiedenen Forschungsprojekten über Phishingschutz beantworte ich in dieser Arbeit zehn Forschungsfragen über die Erstellung von Detektoren ("phishing detection") und das Bereitstellen benutzbaren Feedbacks für solche Systeme ("user intervention"). Die zehn verschiedenen Forschungsfragen decken dabei jeweils fünf verschiedene Bereiche ab. Diese Bereiche erstrecken sich von der Definition des entsprechenden Themas über Messmethoden und Verbesserungsmöglichkeiten bis hin zu Überlegungen über das Kosten-Nutzen-Verhältnis. Dabei wurden die Forschungsfragen so gewählt, dass sie die beiden Bereiche breit abdecken und auf die Abhängigkeiten zwischen beiden Bereichen eingegangen werden kann. Die Forschungsfragen werden hauptsächlich durch das Schaffen verschiedener Prototypen innerhalb der verschiedenen Projekte beantwortet um so einen großen Bereich benutzerzentrierter Erkennungsparameter abzudecken und auszuwerten wie gut diese für die Phishingerkennung geeignet sind. Außerdem habe ich mich mit den verschiedenen Möglichkeiten der Benutzerintervention befasst (z.B. Wie sollte eine Warnung aussehen? Sollte sie Benutzerinteraktion blockieren oder nicht?). Ein weiterer Hauptbeitrag ist schlussendlich die Präsentation eines Modells, dass die Entwicklung von Phishingerkennung und Benutzerinteraktionsmaßnahmen zusammenführt und anhand dessen dann Entwicklungs- und Analyseempfehlungen für ähnliche Systeme gegeben werden. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass Detektoren im Rahmen von Computersicherheitsproblemen die eine Rolle für den Endnutzer spielen nur dann erfolgreich entwickelt werden können, wenn das endgültige Benutzerfeedback bereits in den Entwicklungsprozesses des Detektors einfließt