Beispiel E-Mail: Kryptographie ist gut und züchtig

Es ist ja durchaus ein leidiges Thema, wenn man Leuten, die schon mit dem Empfang und Versand von E-Mails übefordert sind, von Kryptographie überzeugen möchte. Dabei ist das Prinzip weder besonders kompliziert, noch schwer verständlich.

Die Schwächen von E-Mail

Als im August 1982 der erste Entwurf für SMTP, das dem E-Mail-Prinzip zurgunde liegenden Protokoll, vorgestellt wurde, gab es noch kein Internet wie wir es heute kennen, schon gar keinen Spam und unter Vernetzung verstand man eine handvoll Rechner zwischen einigen Universitäten in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Im Laufe der Jahre und der explosionsartigen Ausdehnung des Internets wurde SMTP zwar immer mal wieder angepasst, um etwa offene Relais zu verhindern, was Spammern Tür und Tor öffnete, aber im Grunde verschicken wir unsere E-Mails heute genauso wie vor 25 Jahren.

Auch ohne Telnet möglich: Absender und Adresse frei eingeben. Hier in Mozilla Thunderbird.

E-Mails verschickt heute allerdings so gut wie jeder, über die Sicherheit des Protokolls macht sich niemand Gedanken. Wenn wir heute eine E-Mail empfangen, haben wir nur geringe Zweifel daran, dass die E-Mail auch tatsächlich vom Absender stammt, den unser Mailclient (Thunderbird, Outlook …) anzeigt. In Wahrheit, kann aber jeder (wirklich jeder) mit einem gültigen Postfach E-Mails mit falschem Absender versenden, versiertere Serveradministratoren kriegen das auch ohne hin und sprechen direkt mit dem Mailserver des Empfängers.

Kennt man diese Voraussetzungen, ist es kein Problem E-Mails von jedem beliebigen Absender zu erstellen, die der Empfänger entsprechend auch wirklich als tatsächlichen Absender identifizieren kann. Das ist kein theoretisches Problem, wer möchte schon E-Mails von seiner Bank, von Freunden und Bekannten, vom Arbeitgeber oder wem auch immer erhalten, die in Wirklichkeit eine ganz andere Person geschrieben hat? Das ist nämlich das Hauptproblem von E-Mails heutzutage - niemand kann garantieren, dass E-Mails tatsächlich vom Absender stammen, den das Mailprogramm meiner Wahl anzeigt.

Die Probe aufs Exempel

Nun kann man ja viel behaupten, aber dieses Problem ist real. Selbst als einfacher Heimbenutzer, kann man im E-Mail Client der Wahl als Absender eine beliebige Adresse eingeben, die als Absender beim Empfänger erscheinen wird. Folgender Dialog zeigt einen E-Mail Versand mit falschem Absender auf reiner SMTP-Protokollbasis. Die E-Mail wird schließlich an eine gültige Web.de-E-Mail-Adresse versendet werden und dort anstandslos akzeptiert werden. Der Übersichtlichkeit wegen, wird jeder Zeile “s:” für Sender und “a:” für die Antwort des Web.de-Servers vorangestellt. Zeilen ohne Prefix sind Ausgaben des Programmes “telnet”, welches ich hier für die Kommunikation verwendet habe (Windows Benutzer können ja ebenfalls mal telnet in der Eingabeaufforderung probieren …). Um weiteren Spam zu vermeiden, habe ich die eigentliche Web.de-Empfängeradresse verschleiert und durch “Postfach postfach@web.de” ersetzt.

# telnet mx-ha01.web.de smtp
Trying 217.72.192.149…
Connected to mx-ha01.web.de.
Escape character is ‘^]’.
s: HELO nohost.com
e: 220 mx39.web.de ESMTP WEB.DE V4.107#114 Mon, 19 Feb 2007 15:59:36 +0100
e: 250 mx39.web.de Hello nohost.com [80.x.x.156]
s: MAIL FROM: Linus Torvalds <torvalds@osdl.org>
e: 250 <torvalds@osdl.org> is syntactically correct
s: RCPT TO: postfach@web.de
e: 250 <postfach@web.de> verified
s: DATA
e: 354 Enter message, ending with “.” on a line by itself
s: From: Linus Torvalds <torvalds@osdl.org>
s: To: Postfach <postfach@web.de>
s: Subject: Hallo!
s:
s: Wie, sowas geht?
s: .
e: 250 OK id=1HJA04-0000qS-00
s: QUIT
e: 221 mx39.web.de closing connection
Connection closed by foreign host.

Die eben versendete E-Mail im Web.de-Frontend. Sie erscheint als reguläre Mail von Linus Torvalds.


Selbst in der E-Mail Ansicht gibt es keine verdächtigten Hinweise auf den eigentlichen Absender.


Nur der erweiterte Header zeigt einen kleinen Hinweis: die IP Adresse, von der die Mail einging, passt nicht zum MX von osdl.org. Aber sowas ist weder für den Benutzer transparent noch nachvollziehbar, wenn er nicht TCP/IP spricht.


Nebenstehendes Bild zeigt die E-Mail, wie sie Web.de im Webmailfrontend anzeigt. Selbst erfahrene Benutzer werden diese E-Mail nicht auf den ersten Blick als Fälschung identifizieren. Im Gegenteil, es gibt praktisch keine Hinweise darauf, dass diese E-Mail eine Fälschung ist. Es gibt eigentlich nur einen einzigen, wenn man auf “erweiterten Header” klickt, zeigt sich eine verräterische Absender-IP-Adresse. Das ist jedoch nur Benutzern ersichtlich, die TCP/IP sprechen - und diese brauchen nicht erst Hinweise auf die Lücken von SMTP/E-Mail.

Abhilfe schaffen

Es gibt also keine praktikable Methode ausgehend vom E-Mail-Standard anhand einer empfangenen E-Mail auf den tatsächlichen Absender zu schließen. Es gibt aber schon seit Jahren einen etablierten Standard, mit dem man bequem und einfach den Absender verifizieren kann: PGP bzw. dessen freie Abwandlung GnuPG/GPG. Idee des Prinzips ist, dass man E-Mails um eine digitale Unterschrift erweitert. Über diese Unterschrift kann der Empfänger einwandfrei nachvollziehen, ob eine empfangene E-Mail tatsächlich vom Absender stammt.

Im Zeitalter von E-Mails ist eine derartige Unterschrift natürlich nicht mehr von Hand, sondern digital. Es ist eine Ziffernsumme, die mit entsprechender Software überprüft und einem Absender zugeordnet werden kann. Der Empfänger pflegt wie gewohnt eine Kontaktliste von bekannten Kontakten in seinem Adressbuch, die allerdings um einen Schlüssel erweitert wird (der Fachmann spricht von Public Keys) - anhand dieses Schlüssels, kann der Empfänger überprüfen ob er den Absender kennt und ob er auch jener ist, als der er sich ausgibt.
Realisiert wird das ganze über eine digitale Signatur, eine Integritätsprüfung, die mit einem persönlichen Schlüssel erzeugt wird. Eine E-Mail sieht - signiert - wie folgt aus:

-----BEGIN PGP SIGNED MESSAGE-----
Hash: SHA1

Dies ist eine ganz gewöhnliche E-Mail. Automatisch an diese E-Mail wird
allerdings eine (scheinbar) wirre Ziffernsumme angehängt, über die die
Identität des Absenders nachvollzogen werden kann.
-----BEGIN PGP SIGNATURE-----
Version: GnuPG v1.4.3 (GNU/Linux)

iD8DBQFF2ctF/mk2QsOm6lkRAj63AJ0bvnOm2yKYPcHBtsPTtpyXu3K4eACfdCU9
WBqU0YhSlSoqBIFgE+MdIRQ=
=l7er
-----END PGP SIGNATURE-----

Die E-Mail bleibt (von der seltsam anmutenden Signatur abgesehen) also unangetastet und weiterhin lesbar. Benutzt der Empfänger ebenfalls dieses System, kann er nun nachvollziehen, ob diese Nachricht

Eine signierte E-Mail in Thunderbird. Sofort ersichtlich, ob und wenn ja wer die E-Mail signiert hat und ob der Absender bekannt ist (hier durch den grünen Hintergrund dargestellt)

tatsächlich vom Absender kommt. Mozilla Thunderbird Benutzern möchte ich hier nachdrücklich Enigmail an das Herz legen. In Thunderbird mit Enigmail sieht dies dann wie nebenstehend gezeigt aus. Auf den ersten Blick zeigt Thunderbird, ob der Absender verifiziert werden konnte.

Mit dem richtigen Plugin, gibt es keine größeren Umstände, sowohl für Sender als auch den Empfänger, E-Mails zu signieren. Ein sehr geringer Aufwand im Vergleich zum Nutzen - eigentlich unverständlich, dass Sicherheit bei E-Mails nicht ernster genommen wird, angesichts der Menge und der Abhängigkeit wie viele von uns E-Mails verwenden.

Verschlüsselung gibts gratis

Unerwähnt, aber ebenfalls möglich bietet das selbe Verfahren auch die Möglichkeit E-Mails (und angehängte Daten) zu verschlüsseln. Dem durchschnittlichen Anwender ist wohl nicht klar, dass E-Mails an vielen verschiedenen Stellen von vielen Personen gelesen werden können. Ohne weitere Behinderung oder der Möglichkeit, dass dies Sender oder Empfänger bemerken würde. Eine E-Mail ist nicht sicherer als eine Postkarte, die vom Postboten zum neurgierigen Nachbarn von vielen verschiedenen Personen gelesen werden können. Aus diesem Grund sollte jeder seine E-Mails nach Möglichkeit verschlüsseln, selbst völlig belanglose E-Mails. Wieso? Habe ich etwa etwas was zu ververbergen? Ja! Natürlich habe ich das! Niemand hat sich dafür zu interessieren, was ich wem schreibe, selbst wenn der Inhalt völlig belanglos ist. Ich habe ein Recht auf Privatsphäre und das nehme ich auch an. Jeder sollte das.

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9 Antworten auf »Beispiel E-Mail: Kryptographie ist gut und züchtig«

  1. […] Das Thema Emailverschlüsselung als solches gab es schon desöfteren hier im Blog, warum Signaturen gut und züchtig sind, erklärt der Nichtblogger. […]

    GPG- Signatur? » Missis Notizblock - 20. Februar 2007 um 16:38

  2. Ich benutze seit einiger Teit den Emaildienst von hushmail.com Gibt es dazu eigentlich irgendwo Erkenntnisse ob der sicher ist?

    Philsen - 20. Februar 2007 um 17:12

  3. Ich habe das bloß am Beispiel Web.de demonstriert. Das Problem betrifft jeden E-Mail Anbieter, von GMX bis zu Hushmail. Das Problem ist das Prinzip, wie E-Mails funktionieren.

    Vorteil an Hushmail ist allerdings, dass dieser von Haus aus bereits GPG benutzt und damit Signatur und Verschlüsselung bereits von Haus aus unterstützt. Bei anderen Anbietern hat man diese Funktionalität beispielsweise nicht im Webfrontend. Dummerweise brauch man für eine sichere Kommunikation immer zwei. Wenn dein Gegenüber PGP/GPG boykottiert oder schlicht ignoriert, hast du auch keinerlei Vorteile davon, wenn du das konsequent einsetzt.

    Arno - 20. Februar 2007 um 17:34

  4. […] Ganz ehrlich, ich finde das Thema Emailverschluesselung extrem wichtig. Missi schrob oefters darueber, dass ZDV machte letztens nette, offizielle und breitgefaecherte (sowohl wie auch nicht genutzte) Angebote und es gibt gute Dau-Anleitungen und Erklaerungen für das Warum eigentlich dafuer im Internetz. […]

    Tropfen statt Lawinen » just madchiq! - 20. Februar 2007 um 19:56

  5. GPG zum Schutz vor falschen Absendern…

    Was genau das bringt erklärt Arno in seinem Blog schön anschaulich - lesenswert! :)
    (gefunden bei Missi)
    ……

    Steffen´s Portefeuille - 20. Februar 2007 um 19:59

  6. […] Beispiel E-Mail: Kryptographie ist gut und züchtig (tags: email signatur verschlüsselung thunderbird enigma gpg) […]

    links for 2007-02-20 | .get privacy - 21. Februar 2007 um 00:43

  7. […] Links: Eine Anleitung für Thunderbird gibt es hier, zu Outlook hier und beim Kai drüben gehts dann richtig ins Detail. Ebenso finden sich hybsche Anleitungen beim Alp Uçkan. Und was es mit den Signaturen auf sich hat, erklärt das onkelchen hier. […]

    GPG? Was? » Missis Notizblock - 3. März 2007 um 09:19

  8. […] Für weitere allgemein verständliche Erläuterungen, was das Problem ist und wie man dieses beheben kann, könnt Ihr auch hier und hier gerne einmal schauen. […]

    Der Campe - Das Netztagebuch » Blog Archiv » GnuPG - 13. Mai 2007 um 13:18

  9. […] Warum? Es wurde, denke ich, oft genug gesagt. Du bist potenzieller Verbrecher, Terrorist, ein mögliches Opfer von Internetkriminalität und allein deiner eigenen Privatsphäre wegen solltest du dich darum schon ein wenig kümmern. Wie schnell man Opfer von Betrügern werden kann, hat Arno in seinem Blog gut demonstriert. […]

    glidesurfer - it, politics & more » Post Topic » GPG unter Windows - 3. Februar 2008 um 13:24

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