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HERMES · Technik im Detail

Ohne Verbindung nach außen.

Wie eine Version über geprüfte Datenträger oder eine Datendiode in ein Netz ohne Rückkanal kommt und dort geprüft, gespiegelt und betrieben wird.

Manche Netze dürfen keine Verbindung nach außen haben. HERMES bringt Versionen dort hinein, ohne einen Rückkanal zu öffnen: über geprüfte Datenträger oder eine Datendiode, mit Prüfung von Signatur und Digest auf der Innenseite und einem eigenen Register, aus dem das Netz betrieben wird.

Diese Seite beschreibt die Bauweise des Systems. Gebaut sind der Prototyp von Freigabe und Protokoll und der Demonstrator von KALKÜL; den ganzen Stand finden Sie unter Was heute steht.

Auf dieser Seite
  1. 01Übertragung ohne Rückkanal
  2. 02Prüfen auf der Innenseite
  3. 03Lokales Register als Spiegel
  4. 04Schlüssel offline
  5. 05Betrieb ohne Verbindung
  6. 06Eckdaten
  7. 07Weiter

Übertragung ohne Rückkanal

Der Weg hinein ist einseitig. Entweder über Datenträger, die außen beschrieben und auf einer Schleusenstation geprüft werden, bevor sie das innere Netz berühren. Oder über eine Datendiode, eine Netzverbindung, die physikalisch nur in eine Richtung überträgt, etwa über eine Glasfaser mit einem Sender auf der einen und nur einem Empfänger auf der anderen Seite.

Weil über eine Diode keine Bestätigung zurückkommt, sendet die Außenseite mit Vorwärtsfehlerkorrektur und Wiederholung, und die Innenseite setzt die Teile über ihre Prüfwerte zusammen. Ob alles vollständig angekommen ist, entscheidet allein die Innenseite.

Für Netze, in denen Verschlusssachen verarbeitet werden, kommen Produkte mit Zulassung des BSI in Frage. Welche Diode oder welcher Datenträgerweg eingesetzt wird, bestimmt der Betreiber.

Prüfen auf der Innenseite

Nichts, was hereinkommt, wird geglaubt. Die Innenseite prüft jedes Paket selbst: den Digest jeder Schicht gegen das Manifest, die Signatur gegen die innen hinterlegten öffentlichen Schlüssel, die Herkunftsangabe gegen die Regel des Netzes. Erst ein Paket, das alle Prüfungen besteht, kommt in das innere Register.

Datenträger werden zusätzlich auf Schadsoftware untersucht und nur lesend eingebunden. Die Prüfung läuft auf einer eigenen Station an der Grenze, nicht auf einem Rechner des inneren Netzes.

Einseitig hinein

Außen wird gebaut und signiert, der Schlüssel liegt offline. Hinein geht ein Paket nur über eine Schleuse, und nur in eine Richtung; ein Rückkanal ist gesperrt. Innen prüft eine Station jedes Paket, bevor es in das Register kommt, aus dem alle Orte beziehen.

Abgeschottetes Netz in HERMES: außen bauen, einseitig übertragen, innen prüfen und spiegelnAußen wird gebaut und signiert, der Schlüssel liegt offline. Hinein geht ein Paket nur über eine Schleuse, und nur in eine Richtung; ein Rückkanal ist gesperrt. Innen prüft eine Station jedes Paket, bevor es in das Register kommt, aus dem alle Orte beziehen.AUSSENINNENBAUSCHLÜSSELPRÜFSTATIONREGISTERORTEPAKETRÜCKKANAL
  • Zone: Außen.
  • Zone: Innen.
  • Objekt: Bau.
  • Objekt: Schlüssel.
  • Objekt: Prüfstation.
  • Objekt: Register.
  • Objekt: Orte.
LAGE · OHNE ORT

Lokales Register als Spiegel

Im inneren Netz steht eine eigene Registry nach der OCI Distribution Specification, ein Spiegel der freigegebenen Pakete. Alle Orte im Netz beziehen ihre Images nur von dort, über den Digest, und die Laufzeitumgebung ist so eingerichtet, dass sie keine äußere Registry erreicht. Mit cosign save und cosign load oder oras cp -r kommen Images samt Signaturen und Anlagen als Datei in ein solches Register.

Mit den Paketen kommt das Soll. Das Git-Repository mit dem Sollzustand wird als Bündel (git bundle) über denselben einseitigen Weg gespiegelt. Der Abgleich am Ort arbeitet danach wie in verbundenen Umgebungen, mit Wellen, Signalen und Rücknahme.

Schlüssel offline

Die privaten Schlüssel, mit denen Pakete signiert werden, liegen nicht im Netz der Auslieferung, sondern offline: in einem Hardware-Sicherheitsmodul oder auf Rechnern ohne Netzverbindung. Im inneren Netz liegt nur der öffentliche Teil.

Wird ein Schlüssel gewechselt, geht der neue öffentliche Schlüssel denselben einseitigen Weg hinein, signiert mit dem alten, so wie es das Update-Framework TUF für den Wechsel seiner Wurzelschlüssel vorsieht. Schwachstellendaten und Sperrlisten für Zertifikate kommen auf dieselbe Weise als signierte Pakete in festen Abständen.

Betrieb ohne Verbindung

Ein abgeschottetes Netz läuft mit dem Stand, den es hat. Was HERMES sonst von außen braucht, ist innen vorhanden: Register, Soll, öffentliche Schlüssel zur Prüfung, eine Zeitquelle über einen eigenen NTP-Server, etwa mit einem Empfänger für Satellitenzeit, und die Überwachung.

Nach außen geht nichts von selbst. Muss ein Bericht hinaus, etwa welche Version an welchem Ort läuft, geht er über einen eigenen, vom Betreiber kontrollierten Weg in Gegenrichtung, als geprüfter Export. Der Weg hinein bleibt davon getrennt.

Eckdaten

Weg hinein
geprüfte Datenträger über eine Schleusenstation oder Datendiode, einseitig
Über die Diode
Vorwärtsfehlerkorrektur, Wiederholung, Prüfwerte je Teil; Vollständigkeit entscheidet die Innenseite
Innen geprüft
Digest jeder Schicht, Signatur, Herkunftsangabe
Register
Spiegel nach OCI Distribution Specification; Übertragung mit cosign save/load oder oras cp -r
Sollzustand
gespiegeltes Repository als git bundle
Schlüssel
privat offline im HSM, innen nur öffentlich; Wechsel wie in TUF
Zeit
eigener NTP-Server, etwa mit Empfänger für Satellitenzeit
Nach außen
nichts von selbst; Berichte nur über einen getrennten Weg des Betreibers

Weiter

Wie kommt heute ein neuer Stand in Ihr abgeschottetes Netz? Diesen Weg legen wir mit Ihnen neben die Bauweise von HERMES.