Abordagem segura de gerenciamento remoto para a indústria de utilidades usando serviços Web

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011Atualmente a rede de distribuição de energia elétrica para consumidores secundários, aqueles que estão na faixa de 110 ou 220 volts, é carente de automação, sendo que as medições, desligamentos e ligamentos têm de ser realizados com o deslocamento de funcionários da concessionária até o local do consumidor. Por esses motivos, a adoção de sistemas de supervisão e controle traria inúmeras vantagens para os clientes e a concessionária. A medição remota reduziria as perdas comerciais, enquanto que para os clientes haveria a comodidade de acompanhar, em tempo real, o seu consumo. Neste ambiente, cuja malha de distribuição de energia elétrica possui centenas de milhares de componentes numa região metropolitana e estes estão ligados por cabos de energia elétrica, o uso da tecnologia de Power Line Communication (PLC) se torna ideal. Para a integração destes milhares de componentes a tecnologia de Serviços Web aparece como solução adequada, ou seja, serve como middleware para integração destes componentes em ambientes abertos como a Internet. A solução de middleware através de Serviços Web aparece através do uso de Devices Profile for Web Service (DPWS), pois neste cenário existem dispositivos com restrições computacionais, os quais são alvo de tal especificação. Porém, os aspectos de segurança no perfil DPWS se resumem a indicação de uso da SSL/TLS, desconsiderando, então, o roteamento em nível de mensagens. O objetivo desta dissertação é fazer um estudo de segurança para um sistema de controle e medição de energia elétrica, considerando a infraestrutura existente hoje, incluindo o uso de PLC nos cabos de transmissão de energia elétrica. Foi assumida a escolha por padrões que adotem especificações de Serviço Web. Como consequência deste estudo, o DPWS foi estendido para atender os requisitos de segurança que sua especificação não trata. A extensão realizada segue os padrões definidos na WS-Security e S-SecureConversation. Um protótipo do modelo estendido é implementado como forma de verificar a aplicabilidade do mesmo no sistema de controle e medição de dispositivos

Integriertes Management von Security-Frameworks

Security-Frameworks sind baukastenähnliche, zunächst abstrakte Konzepte, die aufeinander abgestimmte technische und organisatorische Maßnahmen zur Prävention, Detektion und Bearbeitung von Informationssicherheitsvorfällen bündeln. Anders als bei der Zusammenstellung eigener Sicherheitskonzepte aus einer Vielzahl punktueller Einzelmaßnahmen wird bei der Anwendung von Security-Frameworks das Ziel verfolgt, mit einem relativ geringen Aufwand auf bewährte Lösungsansätze zur Absicherung von komplexen IT-Diensten und IT-Architekturen zurückgreifen zu können. Die praktische Umsetzung eines Security-Frameworks erfordert seine szenarienspezifische Adaption und Implementierung, durch die insbesondere eine nahtlose Integration in die vorhandene Infrastruktur sichergestellt und die Basis für den nachhaltigen, effizienten Betrieb geschaffen werden müssen. Die vorliegende Arbeit behandelt das integrierte Management von Security-Frameworks. Im Kern ihrer Betrachtungen liegen folglich nicht individuelle Frameworkkonzepte, sondern Managementmethoden, -prozesse und -werkzeuge für den parallelen Einsatz mehrerer Frameworkinstanzen in komplexen organisationsweiten und -übergreifenden Szenarien. Ihre Schwerpunkte werden zum einen durch die derzeit sehr technische Ausprägung vieler Security-Frameworks und zum anderen durch die fehlende Betrachtung ihres Lebenszyklus über die szenarienspezifische Anpassung hinaus motiviert. Beide Aspekte wirken sich bislang inhibitorisch auf den praktischen Einsatz aus, da zur Umsetzung von Security-Frameworks immer noch ein erheblicher szenarienspezifischer konzeptioneller Aufwand erbracht werden muss. Nach der Diskussion der relevanten Grundlagen des Sicherheitsmanagements und der Einordnung von Security-Frameworks in Informationssicherheitsmanagementsysteme werden auf Basis ausgewählter konkreter Szenarien mehr als 50 Anforderungen an Security-Frameworks aus der Perspektive ihres Managements abgeleitet und begründet gewichtet. Die anschließende Anwendung dieses Anforderungskatalogs auf mehr als 75 aktuelle Security-Frameworks zeigt typische Stärken sowie Schwächen auf und motiviert neben konkreten Verbesserungsvorschlägen für Frameworkkonzepte die nachfolgend erarbeiteten, für Security-Frameworks spezifischen Managementmethoden. Als Bezugsbasis für alle eigenen Konzepte dient eine detaillierte Analyse des gesamten Lebenszyklus von Security-Frameworks, der zur grundlegenden Spezifikation von Managementaufgaben, Verantwortlichkeiten und Schnittstellen zu anderen Managementprozessen herangezogen wird. Darauf aufbauend werden an den Einsatz von Security-Frameworks angepasste Methoden und Prozesse u. a. für das Risikomanagement und ausgewählte Disziplinen des operativen Sicherheitsmanagements spezifiziert, eine Sicherheitsmanagementarchitektur für Security-Frameworks konzipiert, die prozessualen Schnittstellen am Beispiel von ISO/IEC 27001 und ITIL v3 umfassend ausgearbeitet und der Einsatz von IT-Sicherheitskennzahlen zur Beurteilung von Security-Frameworks demonstriert. Die praktische Anwendung dieser innovativen Methoden erfordert dedizierte Managementwerkzeuge, die im Anschluss im Detail konzipiert und in Form von Prototypen bzw. Simulationen umgesetzt, exemplifiziert und bewertet werden. Ein umfassendes Anwendungsbeispiel demonstriert die praktische, parallele Anwendung mehrerer Security-Frameworks und der spezifizierten Konzepte und Werkzeuge. Abschließend werden alle erreichten Ergebnisse kritisch beurteilt und ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen und offene Forschungsfragestellungen in verwandten Bereichen gegeben.Security frameworks at first are modular, abstract concepts that combine technical as well as organizational measures for the prevention, detection, and handling of information security incidents in a coordinated manner. Unlike the creation of scenario-specific security concepts from scratch, for which one has to choose from a plethora of individual measures, using security frameworks pursues the goal of reducing the required time and effort by applying proven solutions for securing complex IT services and IT architectures. The practical realization of a security framework requires its scenario-specific customization and implementation, which especially need to ensure its seamless integration into the existing infrastructure and provides the basis for sustained, efficient operations. This thesis highlights the integrated management of security frameworks. Therefore, it does not focus on individual security framework concepts, but on innovative management methods, processes, and tools for operating multiple security framework instances in complex enterprise-wide and inter-organizational scenarios. Its core contributions are motivated by the very technically oriented characteristics of current security frameworks on the one hand and by the lack of a holistic view on their life cycle that reaches beyond the customization phase on the other hand. These two aspects still inhibit the wide-spread practical application of security frameworks because still significant scenario-specific conceptual efforts have to be made in order to operate and manage the framework instances. After the discussion of the relevant fundamentals of security management and the classification of security frameworks into information security management systems, more than 50 management-specific requirements for security frameworks are derived from practical scenarios and get reasonably weighted. The application of the resulting criteria catalogue to more than 75 current security frameworks points out their typical strengths and weaknesses; besides improvement proposals for the analyzed security frameworks, it also motivates the security-framework-specific management methods that are developed afterwards. For each of the proposed concepts, a detailed analysis of the complete security framework life cycle serves as a reference base. It is also used to specify the basic management tasks, responsibilities, and interfaces to related management processes. Based on this life cycle specification, security-framework-specific management methods and processes, e. g., for risk management and for selected security operations tasks are specified, a security management architecture for security frameworks is designed, process-related interfaces based on ISO/IEC 27001 and ITIL v3 are elaborated, and the application of security metrics to quantitatively assess security frameworks is demonstrated. The practical application of the proposed innovative methods requires several dedicated management tools, which are devised in detail, implemented as prototypes or as simulations, exemplified, and evaluated. An extensive usage example demonstrates the practical application of multiple security frameworks in parallel based on the specified concepts and tools. Finally, all achieved results are critically assessed and an outlook to further research as well as open issues in related disciplines is given

Secure Web Services für ambiente eingebettete Systeme

Das Internet der Dinge oder Smart Homes haben gemeinsam, dass in ihnen Kleinstgeräte ihren Dienst verrichten, die nicht über die Kapazitäten verfügen, klassische Sicherheitsmechanismen auszuführen. Außerdem müssen sie auch von technischen Laien sicher betrieben werden können. Diese Arbeit schlägt die Sicherheitsinfrastruktur DPWSec vor. DPWSec bildet eine Sicherheitsinfrastruktur, die einer ausführlichen Anforderungsliste genügt. Es wird gezeigt, dass sich die Kernkonzepte von DPWSec auf andere Basistechnologien übertragen lassen, wodurch eine sichere Protokollinteroperabilität möglich wird