Vorsicht ist die Einstellung, die das Leben sicherer macht, aber selten glücklich. – Samuel Johnson

25 Sicherheitskonzepte

25.1 Zentrale Elemente der Java-Sicherheit

Damit Java-Programme sicher arbeiten, greifen eine Reihe von Elementen ineinander. Einige Dinge gibt schon die Sprache selbst vor, wie fehlende Pointerarithmetik, Sichtbarkeitsbereiche, Überwachung der Feldgrenzen, und andere ergeben sich durch die Laufzeitumgebung selbst. Zunächst ist da der Bytecode Verifier, der grob sicherstellt, dass der Java-Bytecode korrekt geformt ist. Zu den Prüfungen zählen zum Beispiel, dass Bytecode nicht in der Mitte enden darf, dass der Index auf Variablen korrekt ist und dass Sprünge nicht außerhalb des Programmcodes erfolgen. Der Klassenlader ist die nächste Einheit, und sein Einfluss auf die Sicherheit ist nicht offensichtlich. Er stellt jedoch sicher, dass sich Klassen in Paketen nicht überschreiben können und ein selbst geschriebenes java.lang.Object nicht plötzlich das Original überdeckt; beide befinden sich in unterschiedlichen Runtime Packages. Durch eine Hierarchie der Klassenlader kommt eine Anforderung an die Klasse java.lang.Object auch zuerst an den obersten Vater-Klassenlader, den Bootstrap Class Loader. Sind die Klassen geladen, überwacht zur Laufzeit der Sicherheitsmanager gültige Aufrufe; er sitzt immer zwischen unserer Java-Applikation und dem Betriebssystem. Der Sicherheitsmanager existiert seit Java 1.0, gibt aber die Arbeit seit Java 1.2 an eine verallgemeinerte Einheit, den Access Controller, weiter. Er nutzt Tricks wie Stack-Überprüfung, um herauszufinden, ob Aufrufer einer Methode schon gewisse Rechte erworben haben, um die Operation ausführen zu können. Der Access Controller stellt sicher, dass Programmcode nur dann ausgeführt werden kann, wenn die passenden Rechte vorhanden sind.

25.1.1 Security-API der Java SE

Die Gesamtheit aller Bibliotheken, die sich in Java um die Sicherheit kümmern, wird Security-API genannt. Sie trennt sich in unterschiedliche Teile auf:

• Verschlüsselung und Nachrichten-Authentifizierung. Seit Java 1.1 gibt es die Java-Cryptography-API. Die Java Cryptography Architecture (JCA) beschreibt, wie diese API benutzt werden kann. Ihr ist das Paket java.security gewidmet. In Java 1.4 ist dann die Java Cryptography Extension (JCE) hinzugekommen, die vorher nur als optionales Paket seit 1.2 erhältlich war. Sie erweitert die Möglichkeiten der JCA. Die Klassen und Schnittstellen sind an dem Paket javax.crypto zu erkennen.

• Authentifizierung und Zugriffskontrolle. Sun definiert mit dem Java Authentication and Authorization Service (JAAS) – ein API – eine Benutzerauthentifizierung etwa über ein Kerberos-System.

• Public-Key-Infrastruktur. Verwalten von Schlüsseln in Key-Stores und Prüfen von digitalen X.509-Zertifikaten.

25.1.2 Cryptographic Service Providers

Die Security-API ist so entworfen worden, dass über so genannte Cryptographic Service Provider Implementierungen ausgewechselt werden können. Die Security-API von Java ist völlig unabhängig von der Implementierung der kryptografischen Algorithmen und bietet zunächst Schnittstellen an. Die konkreten Algorithmen wie RSA oder DES realisieren Provider – Sun ist einer von ihnen und bringt einen Standard-Provider für grundlegende Operationen mit.

for ( Provider p : Security.getProviders() ) 
  System.out.println( p + ": " + p.getInfo() );

SUN version 1.6, SUN (DSA key/parameter generation; DSA signing;
	SHA-1, MD5 digests; SecureRandom; X.509 certificates; JKS keystore; PKIX CertPathValidator; 
	PKIX CertPathBuilder; LDAP, Collection CertStores, JavaPolicy Policy; JavaLoginConfig Configuration)

SunRsaSign version 1.5, Sun RSA signature provider

SunJSSE version 1.6, Sun JSSE provider(PKCS12, SunX509 key/trust factories, SSLv3, TLSv1)

SunJCE version 1.6, SunJCE Provider (implements RSA, DES, Triple DES, AES,
	Blowfish, ARCFOUR, RC2, PBE, Diffie-Hellman, HMAC)

SunJGSS version 1.0, Sun (Kerberos v5, SPNEGO)

SunSASL version 1.5, Sun SASL provider(implements client mechanisms for:
	DIGEST-MD5, GSSAPI, EXTERNAL, PLAIN, CRAM-MD5; server mechanisms for: DIGEST-MD5, GSSAPI, CRAM-MD5)

XMLDSig version 1.0, XMLDSig (DOM XMLSignatureFactory; DOM KeyInfoFactory)

SunPCSC version 1.6, Sun PC/SC provider

SunMSCAPI version 1.6, Sun's Microsoft Crypto API provider

Jeder Provider implementiert einen oder mehrere Algorithmen. Neue Provider lassen sich jederzeit einbringen, insbesondere dann, wenn uns die Amerikaner nicht erlauben, eine starke Verschlüsselung zu verwenden. Eine genauere Übersicht erfährt der Leser unter http://java.sun.com/javase/technologies/security/ und http://java.sun.com/javase/6/docs/technotes/guides/security/crypto/CryptoSpec.html.

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