Exploit

Ein Exploit (englisch to exploit ‚ausnutzen‘) ist in der Elektronischen Datenverarbeitung eine systematische Möglichkeit, Schwachstellen, die bei der Entwicklung eines Programms nicht berücksichtigt wurden, auszunutzen. Dabei werden mit Hilfe von Befehlsfolgen Sicherheitslücken und Fehlfunktionen von Programmen (oder ganzen Systemen) benutzt, meist um sich Zugang zu Ressourcen zu verschaffen oder Systeme zu beeinträchtigen.

Allgemeines

Ein Exploit wird oft auch nur zum Aufzeigen einer Sicherheitslücke entwickelt und dokumentiert. Damit soll erreicht werden, dass Softwarehersteller eine Sicherheitslücke schneller erkennen und schließen können. Oft bezeichnet man die reine Beschreibung eines Exploits bereits als Exploit.

Exploits machen sich zum Beispiel die Tatsache zunutze, dass Computer mit Von-Neumann-Architektur, das sind nahezu alle Heim- und Bürorechner, nicht zwischen Programmcode und Nutzdaten unterscheiden. So wird zum Beispiel bei einem Pufferüberlauf der Code des Angreifers in einen nicht dafür vorgesehenen Speicherbereich geschrieben, wodurch die Ausführung der Anwendung manipuliert werden kann. Eine andere Möglichkeit sind Formatstring-Angriffe, bei denen ungefiltert Benutzereingaben an Formatierungsfunktionen wie printf() übergeben werden. Ein Angreifer kann oft einen eigenen Code zur Ausführung bringen, der ihm beispielsweise eine Shell mit den Privilegien der ausgenutzten Anwendung liefert.

Man bezeichnet Exploits zumeist wie folgt:

• Lokale Exploits
• Remote-Exploits
• DoS-Exploits
• Command-Execution-Exploits
• SQL-Injection-Exploits
• Zero-Day-Exploits

Lokale Exploits können beim Öffnen an sich scheinbar völlig harmloser Dateien (zum Beispiel Bilddateien) aktiviert werden, sofern die dem Dateityp zugeordnete Anwendung durch fehlerhafte bzw. unsaubere Verarbeitung der Datei eine Sicherheitslücke aufweist. Meistens versucht ein Exploit (beispielsweise in einem PDF-Dokument oder als Makro in einer Word- oder Excel-Datei) zunächst, Sicherheitslücken in dem Programm, mit dem die Datei eingelesen wurde, auszunutzen, um dadurch eine höhere Privilegienstufe zu erreichen und so schädlichen Code in das Betriebssystem zu laden und auszuführen. Die eigentliche Aktion, die der Exploit ausführt, bezeichnet man als Payload (deutsch: Nutzlast). Bei vielen Exploit-Frameworks (etwa Metasploit) kann der Payload separat konfiguriert werden. Er kann allerdings auch fest im Exploit verankert sein.

Eine aktive Form des Exploits sind Angriffe aus dem Internet mittels manipulierter Datenpakete oder spezieller Datenströme auf Schwachstellen in Netzwerksoftware. Solche Exploits werden mitunter auch als Remote-Exploits bezeichnet.

Meist sind die ersten für eine bekanntgewordene Sicherheitslücke veröffentlichten Exploits sogenannte DoS-Exploits, die zwar die betroffene Anwendung überlasten, allerdings keine Ausführung von fremdem Programmcode und keine Privilegien-Eskalation beinhalten.

Command-Execution-Exploits kennzeichnen das Merkmal einer vom Angreifer steuerbaren Ausführung von Programmcode auf dem Zielsystem. Um ein solches Exploit erfolgreich zur Ausführung bringen zu können, muss der Programmierer über diverse Eigenheiten der Aufteilung des Speichers der Zielanwendung Bescheid wissen. Dieses Wissen bezieht er durch offene Quellen des Programmcodes oder durch bloßes Testen. Er muss seinen Code geschickt platzieren, um ihn zur Ausführung bringen zu können. Command-Execution-Exploits sind zumeist sehr gefährlich, da die betroffenen Anwendungen meist über erhebliche Rechte auf dem System verfügen und der Code des Angreifers mit ebendiesen Rechten gestartet wird.

SQL-Injection-Exploits sind eine spezielle Art von Exploits und finden sich weitestgehend nur in Bezug auf Webanwendungen, die eine SQL-Datenbank nutzen. Hierbei werden Anfragen in einer Schichtenarchitektur so gestellt, dass die fehlerhaft bzw. unsauber arbeitende Logikschicht Daten zurückliefert oder schreibt, die sie weder für den Lesezugriff oder den Schreibzugriff verfügbar machen sollte. Beispielsweise können Eingaben in einem Loginformular so gestaltet werden, dass die betroffene Anwendung einen ungültigen Benutzer dennoch erfolgreich einloggt.

Zero-Day-Exploit

Zero-Day-Exploit nennt man einen Exploit, der am „nullten Tag“ (englisch zero day) entwickelt wurde, das heißt am selben Tag, an dem die Schwachstelle entdeckt wurde – oder sehr kurz danach. Entwickler haben dadurch kaum Zeit, die Software und deren Nutzer zu schützen. Entdeckt eine Person eine Sicherheitslücke und meldet sie nicht dem Software-Hersteller, so wird die Schwachstelle der Software oft erst lange nach dem ersten Angriff weithin bekannt. Von Crackern werden Zero-Day-Exploits oft lange geheim gehalten, damit sie weiterhin ausgenutzt werden können. Unter der Hand werden Zero-Day-Exploits auch, je nach Komplexität, Umfang und Marktwert des betroffenen Systems unter Crackern gehandelt oder den Herstellerfirmen zu hohen Summen angeboten. Insbesondere seit staatliche Organe sich auch auf offensive Szenarien in einem Cyberwar vorbereiten, tritt auf dem Markt für Zero-Day-Exploits die Situation auf, dass legale staatliche und privatwirtschaftliche Akteure ein Interesse haben, Exploits zu kennen, um einerseits durch die Veröffentlichung von Patches Systeme abzusichern. Gleichzeitig haben dieselben oder im gleichen Auftrag handelnden Akteure das Bestreben, Exploits geheim zu halten, um sie für Angriffe auf feindliche Systeme nutzen zu können.

Ein Angriff über einen Zero-Day-Exploit wird als Zero-Day-Attacke bezeichnet. Zero-Day-Attacken sind gefährlich, weil sie eine neue Sicherheitslücke ausnutzen, bevor für die betroffenen Systeme Patches bereitstehen.

Vorbeugend versuchen Experten mit verschiedenen Testmethoden, Sicherheitslücken im Voraus aufzuspüren und dem Software-Hersteller aufzuzeigen. Dies wird aber in Fachkreisen meist heftig kritisiert, da sich die Tester oftmals nicht im legalen Rahmen bewegen oder gegen Richtlinien von Herstellern verstoßen.

Zero-Day-Exploits treten immer häufiger auf, im August 2012 erschien beispielsweise ein Exploit, der mit einem (vergleichsweise einfachen) Trick den Security-Manager von Java abschaltete und so beliebige Programme starten konnte.

Gegenmaßnahmen

Es gibt keine technischen Lösungen. Oftmals wird jedoch der Speicherschutz als eine solche genannt, das ist jedoch nicht korrekt, denn eingefrorene Speicher können mit unterschiedlichen Programmen ausgelesen werden. Ebenso kann mittels Intrusion Detection Systemen ein Angriff auf Basis bestehender Funktionalitäten festgestellt oder mittels Intrusion Prevention Systemen auch verhindert werden, jedoch schützt so ein System ebenso wenig gegen das Ausnutzen eines (systematischen, unbekannten) Fehlers in einer Software. Das Grundproblem ist oft unsaubere Programmierung oder, noch schwerer zu entdecken, ein systematischer, meist sehr komplexer Fehler in der Architektur des Programms oder eines ganzen Systems. Die einzige Lösung ist, die durch Verarbeitungsfehler entstehenden Sicherheitslücken schon bei der Entwicklung zu vermeiden, was bei heutigen Systemen aber praktisch fast nicht möglich ist. Auch Managed Code bietet einen gewissen Schutz; so werden zum Beispiel Pufferüberläufe effektiv verhindert. Dies ist aber, wie vorher schon erwähnt, nur ein Teil zur Lösung der Gesamtproblematik. Komplexe Systeme, die von unterschiedlichen Herstellern und Sublieferanten zusammengefügt werden, bestehen aus vielen Schichten von Hard- und Software und erschweren die Fehlerfindung während der Entwicklung enorm. Hier wird dann meist noch im Betrieb, weit nach der Beta-Phase, die Fehlersuche fortgeführt. Dies erfolgte auch bei extrem kritischen Systemen, wie dem Bordcomputer des Space Shuttles.

Siehe auch

• Cracker (Computersicherheit)
• Hacker
• Pufferüberlauf
• Shellcode
• Metasploit