Paper-Conference

Abstract

Cryptographic primitives and protocols require constant modifications and adaptations in order to maintain the security of IT-systems. Many researchers argue that applying the notion of crypto-agility provides more feasible and practical updating of cryptographic systems, especially in the light of the expected transition to PQC. However, there is no unified definition for this notion, nor a common understanding of the requirements that can enable it. Moreover, it is not entirely clear what measures need to be taken in order to apply crypto-agility in practice, and which aspects and challenges exist towards this endeavor. We compare the various definitions of crypto-agility including its requirements and varying facets, and investigate the state of readiness of crypto-agility by surveying works dealing with general challenges and recommendations in this regard. We present the survey and discuss discovered challenges and solutions and utilize our findings to evaluate the state of readiness for crypto-agility.

Nouri Alnahawi, Nicolai Schmitt, Alexander Wiesmaier, Andreas Heinemann, Tobias Graßmeyer

It is not as simple as that: Playing out password security trainings in order to nudge password changes

Abstract

The COVID-19 pandemic forced a number of companies to place their staff into home office. In terms of security awareness measures, this means that content or training can only be played out remotely. Within this work, we report about a security awareness campaign focusing on password security that was carried out at a German mid-size company (2000 employees). We compare the effect of remotely played out training content on user behavior, i.e, on getting employees to change their password. The first content was directly embedded into an e-mail, the second was compiled on an intranet web page, and the third content was embedded into a video. Password changes were observed solely within the IT backend on the basis of events and timestamps generated by the company’s Active Directory service. For the campaign four representative samples (140 employees per sample) among the staff were selected and assigned to the different training contents. A fourth group served as a control group. During a period of 6 weeks, the content was played out two times. Unexpectedly, the measured password change rate observed was very low. Further, compared to the control group’s behavior, none of the different content formats played out led to significant more password changes. Clearly, the campaign failed according to its aim. Based on our observations, we provide several possible explanations for which there is some evidence from the literature.

Fabian Sterk, Andreas Heinemann

Zur Integration von Post-Quantum Verfahren in bestehende Softwarepodukte

Zusammenfassung

Aktuell werden PQC-Algorithmen standardisiert, um der aufziehenden Gefahr für konventionelle asymmetrische Algorithmen durch Quantencomputer zu begegnen. Diese neuen Algorithmen müssen dann in bestehende Protokolle, Applikationen und Infrastrukturen eingebunden werden. Dabei ist mit Integrationsproblemen zu rechnen, die einerseits durch Inkompatibilitäten mit existierenden Standards und Implementierungen begründet sind, andererseits aber auch durch fehlendes Wissen der Softwareentwickler über die Handhabung von PQC-Algorithmen zustande kommen. Um Inkompatibilitäten beispielhaft aufzuzeigen, integrieren wir zwei unterschiedliche PQC-Algorithmen in zwei verschiedene bestehende Softwareprodukte (InboxPager E-Mail Client und TLS Implementierung der Bouncy Castle Bibliothek). Hierbei setzen wir auf die hoch-abstrahierende Krypto-Bibliothek eUCRITE, die Entwicklern das Detailwissen über die korrekte Verwendung klassischer und PQC-Algorithmen abnimmt und damit bereits einige potentielle Implementierungsfehler vermeidet. Die dabei zutage getretenen Probleme bestätigen teilweise bereits bekannte Inkompatibilitäten, beinhalten aber auch neue, bisher nicht angesprochene Schwierigkeiten.

Alexander Zeier, Alexander Wiesmaier, Andreas Heinemann

API Usability of Stateful Signature Schemes

Abstract

The rise of quantum computers poses a threat to asymmetric cryptographic schemes. With their continuing development, schemes such as DSA or ECDSA are likely to be broken in a few years’ time. We therefore must begin to consider the use of different algorithms that would be able to withstand powerful quantum computers. Among the considered algorithms are hash-based signature schemes, some of which, including XMSS, are stateful. In comparison to stateless algorithms, these stateful schemes pose additional implementation challenges for developers, regarding error-free usage and integration into IT systems. As the correct use of cryptographic algorithms is the foundation of a secure IT system, mastering these challenges is essential.

Alexander Zeier, Alexander Wiesmaier, Andreas Heinemann

Phishing Attack Recognition by End-Users: Concepts for URL Visualization and Implementation

Abstract

Social engineering, through means of phishing, is a very popular entry point for a targeted attack in order to obtain further data on a company or private individual, e.g. by injecting malware on the victim’s machine. A phishing attack that leads to a malicious website can usually be identified by the HTTP link with expert knowledge. However, only very few users pay attention to the link or have the necessary knowledge to recognize a threat as such. This work addresses the question of how current link visualization could be improved so that a user can better identify whether the link points to a phishing site or a legitimate site. Additionally, we also address the question of how our proposed link concepts can be put into practice. As an improvement, the outer shape of a link will be adapted by content-based formatting, trimming and other features. The user will thus be able to interactively explore a URL and its components in order to gain a better decision. As a next step, we plan to evaluate our concepts in a controlled lab environment with few test persons as well as by a large-scale online user-study.

Vivian Ives Philipp Erbenich, Daniel Träder, Andreas Heinemann, Meltem Nural

Auf dem Weg zu sicheren abgeleiteten Identitäten mit Payment Service Directive 2

Zusammenfassung

Online-Dienste erfordern eine eindeutige Identifizierung der Benutzer und somit eine sichere Authentisierung. Insbesondere eGovernment-Dienste innerhalb der EU erfordern eine starke Absicherung der Benutzeridentität. Auch die mobile Nutzung solcher Dienste wird bevorzugt. Das Smartphone kann hier als einer der Faktoren für eine Zwei-Faktor-Authentifizierung dienen, um eine höhere Sicherheit zu erreichen. Diese Arbeit schlägt vor, den Zugang und die Nutzung einer abgeleiteten Identität mit einem Smartphone zu sichern, um es dem Benutzer zu ermöglichen, sich auf sichere Weise gegenüber einem Online-Dienst zu identifizieren. Dazu beschreiben wir ein Schema zur Ableitung der Identität eines Benutzers mithilfe eines Account Servicing Payment Service Provider (ASPSP) unter Verwendung der Payment Service Directive 2 (PSD2) der Europäischen Union. PSD2 erfordert eine Schnittstelle für Dritte, die von ASPSPs implementiert werden muss. Diese Schnittstelle wird genutzt, um auf die beim ASPSP gespeicherten Kontoinformationen zuzugreifen und daraus die Identität des Kontoinhabers abzuleiten. Zur Sicherung der abgeleiteten Identität ist der Einsatz von FIDO (Fast Identity Online) vorgesehen. Wir bewerten unseren Vorschlag anhand der Richtlinien von eIDAS LoA (Level of Assurance) und zeigen, dass für die meisten Bereiche das Vertrauensniveau substantiell erreicht werden kann. Um diesem Level vollständig gerecht zu werden, ist zusätzlicher Arbeitsaufwand erforderlich: Zunächst ist es erforderlich, Extended Validation-Zertifikate für alle Institutionen zu verwenden. Zweitens muss der ASPSP sichere TAN-Methoden verwenden. Schließlich kann derWiderruf einer abgeleiteten Identität nicht erfolgen, wenn der Benutzer keinen Zugriff auf sein Smartphone hat, das mit der abgeleiteten ID verknüpft ist. Daher ist ein anderes Widerrufsverfahren erforderlich (z. B. eine Support-Hotline).

Daniel Träder, Alexander Zeier, Andreas Heinemann

Design and Implementation Aspects of Mobile Derived Identities

Abstract

With the ongoing digitalisation of our everyday tasks, more and more eGovernment services make it possible for citizens to take care of their administrative obligations online. This type of services requires a certain assurance level for user authentication. To meet these requirements, a digital identity issued to the citizen is essential. Nowadays, due to the widespread use of smartphones, mobile user authentication is often favoured. This naturally supports two-factor authentication schemes (2FA). We use the term mobile derived identity to stress two aspects: a) the identity is enabled for mobile usage and b) the identity is somehow derived from a physical or digital proof of identity. This work reviews 21 systems and publications that support mobile derived identities. One subset of the considered systems is already in place (public or private sector in Europe), another subset is subject to research. Our goal is to identify prevalent design and implementation aspects for these systems in order to gain a better understanding on best practises and common views on mobile derived identities. We found, that research prefers storing identity data on the mobile device itself whereas real world systems usually rely on cloud storage. 2FA is common in both worlds, however biometrics as second factor is the exception.

Daniel Träder, Alexander Zeier, Andreas Heinemann

Zur Wirksamkeit von Security-Awareness-Maßnahmen

Zusammenfassung

Im Rahmen einer elfwöchigen Studie bei einem mittelständigen Unternehmen wurde untersucht, ob das Investment in ein Präsenztraining zur Verbesserung der Security Awareness mit Fokus auf E-Mail-Phishing-Angriffe lohnenswert ist. Das erstellte Präsenztraining wird mit kostengünstig erwerbbaren Online-Lernspielen verglichen. Die Auswertung der Daten zeigt, dass beide Maßnahmen sich positiv auf das Verhalten der Mitarbeiter auswirken, jedoch die Verbesserungen durch das Präsenztraining überwiegen. Hierbei ist auffällig, dass bei einer freiwilligen Teilnahme die Motivation, eigenständig ein Online-Lernspiel zu absolvieren, sehr gering ist. Bemerkenswert ist ebenfalls, dass allein das Versenden von fingierten Phishing-E-Mails zu einer Sensibilisierung der Mitarbeiter führt.

Giulio Schembre, Andreas Heinemann

Usability-Untersuchung eines Papierprototypen für eine mobile Online-Ausweisfunktion des Personalausweises

Abtract (german)

Die Online-Ausweisfunktion des Personalausweises in Deutschland besitzt eine Reihe von Usability-Schwierigkeiten und somit eine geringe Akzeptanz bei den Bürgerinnen und Bürgern. Die Umsetzung des Personalausweises in Form einer App auf einem Smartphone könnte hier Abhilfe schaffen. Mithilfe eines Papierprototypen wurden erste Usabilty-Untersuchungen durchgeführt, die zeigen, dass zwar die Benutzbarkeit der App gegeben ist, das Vertrauen in die Sicherheitsfunktionen der App jedoch nicht.

Sandra Kostic, Andreas Heinemann, Marian Margraf

AnonDrop - Räumlich begrenzte anonyme Informationsverbreitung

Abstract (german)

Opportunistische Netze bieten ein alternatives Kommunikationssystem in Situationen, in denen ein repressiver Staat die klassische Internetkommunikation filtert oder ganz unterbindet. AnonDrop erlaubt hier eine räumlich begrenzte Kommunikation, die mittels dynamischer Netzadressen (MAC und IP) und weiterer Schutzmaßnahmen Angriffen auf die Identifizierung von Knoten überwiegend standhält. Auf Basis von Android Smartphones wurde ein Prototyp realisiert, der bei ersten Last- und Mobilitätstests zufriedenstellende Ergebnisse zeigt.

Alexander Zeier, Andreas Heinemann