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\section{E-Mail}
\begin{frame}{Was soll geschützt werden?}
E-Mails können
\begin{itemize}
\item abgehört
\item gefälscht
\end{itemize}
werden. \pause Deshalb stellen wir vor, wie man
\begin{itemize}
\pause
\item die Vertraulichkeit (das ,,Briefgeheimnis``) umsetzt
\\ $\Rightarrow$ Verschlüsselung
\pause
\item die Echtheit des Gegenübers sicherstellt
\\ $\Rightarrow$ Digitale Signatur
\end{itemize}
\pause \textbf{Außerdem:} Wie man sicherstellt, dass sein E-Mail Passwort\\ nicht einfach mitgelesen werden kann
\end{frame}
\renewcommand{\emailtext}{Von: [email protected]\\An: [email protected]\\Betreff: Hallo\\Hallo Bob, wie gehts dir?\\LG Alice}
\renewcommand{\emailciphertext}{Von: [email protected]\\An: [email protected]\\Betreff: Hallo\\\colorbox{blue}{\parbox[t][1.2em][t]{.88\messagewidth}{~}}}
\settowidth{\messagewidth}{\tiny Hallo Bob, wie gehts dir?}
\addtolength{\messagewidth}{3\pgfkeysvalueof{/pgf/outer xsep}}
\begin{frame}{Funktionsweise}
\framezoom<1><2>(-0.3cm,0cm)(3cm,4.5cm)
\framezoom<1><3>(4.5cm,0cm)(3cm,4.5cm)
\begin{center}\tiny
\begin{tikzpicture}[align=left]
\tikzstyle{attacker} = [draw,circle]
\tikzstyle{entity} = [draw,rectangle split,rectangle split parts=2]
\tikzstyle{message} = [fill=white,text width=\messagewidth]
\node[attacker] (eve) at (0,0) {Eve};
\node[entity] (alice) at (-3.75cm,2.5cm) {Alice\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Palice) at (-3.75cm,-2.0cm) {provider1.de\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Pbob) at (3.75cm,-2.0cm) {provider2.com\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (bob) at (3.75cm,2.5cm) {Bob\nodepart{second}\emailtext};
\draw[->] (alice) -- (Palice) node [pos=0.25,message] (aliceHello) {Hier ist Alice, mein Passwort ist AAA. Ich will eine E-Mail verschicken:} node [pos=0.70,message] (aliceSend) {\emailtext};
\draw[->] (Palice) -- (Pbob) node [midway,message] (providerFwd) {\emailtext};
\draw[<->] (bob) -- (Pbob) node [pos=0.25,message] (bobHello) {Hier ist Bob, mein Passwort ist BBB. Gib mir meine neuen E-Mails!} node [pos=0.70,message] (bobReceive) {\emailtext};
\foreach \t in {(aliceHello),(aliceSend),(Palice),(providerFwd),(Pbob),(bobHello),(bobReceive)} \draw[->,red,thick] (eve) -- \t;
\draw[dashed,red] ($ (alice.south west)!.5!(aliceHello.north west) $) -- ($ (bob.south east)!.5!(bobHello.north east) $);
\end{tikzpicture}
\end{center}
\vspace{-1em}
\begin{itemize}
\item \glqq Von\grqq\ und \glqq An\grqq\ kann Absender beliebig setzen,\\ wie auf einem Briefumschlag!
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Transportverschlüsselung}{SSL/TLS, besser STARTTLS}
\begin{center}\tiny
\begin{tikzpicture}[align=left]
\tikzstyle{attacker} = [draw,circle]
\tikzstyle{entity} = [draw,rectangle split,rectangle split parts=2]
\tikzstyle{message} = [fill=yellow,text=yellow,text width=\messagewidth]
\node[attacker] (eve) at (0,0) {Eve};
\node[entity] (alice) at (-3.75cm,2.5cm) {Alice\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Palice) at (-3.75cm,-2.0cm) {provider1.de\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Pbob) at (3.75cm,-2.0cm) {provider2.com\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (bob) at (3.75cm,2.5cm) {Bob\nodepart{second}\emailtext};
\draw[->] (alice) -- (Palice) node [pos=0.25,message] (aliceHello) {Hier ist Alice, mein Passwort ist AAA. Ich will eine E-Mail verschicken:} node [pos=0.70,message] (aliceSend) {\emailtext};
\draw[->] (Palice) -- (Pbob) node [midway,message] (providerFwd) {\emailtext};
\draw[<->] (bob) -- (Pbob) node [pos=0.25,message] (bobHello) {Hier ist Bob, mein Passwort ist BBB. Gib mir meine neuen E-Mails!} node [pos=0.70,message] (bobReceive) {\emailtext};
\foreach \t in {(aliceHello),(aliceSend),(Palice),(providerFwd),(Pbob),(bobHello),(bobReceive)} \draw[->,red,thick] (eve) -- \t;
\draw[dashed,red] ($ (alice.south west)!.5!(aliceHello.north west) $) -- ($ (bob.south east)!.5!(bobHello.north east) $);
\end{tikzpicture}
\end{center}
\vspace{-1em}
\begin{itemize}
\item Inzwischen von fast allen Mailanbietern unterstützt
\item Konfiguration des Mailprogramms überprüfen!
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Ende-zu-Ende-Verschlüsselung}{OpenPGP, S/MIME}
\begin{center}\tiny
\begin{tikzpicture}[align=left]
\tikzstyle{attacker} = [draw,circle]
\tikzstyle{entity} = [draw,rectangle split,rectangle split parts=2]
\tikzstyle{message} = [fill=white,text width=\messagewidth]
\node[attacker] (eve) at (0,0) {Eve};
\node[entity] (alice) at (-3.75cm,2.5cm) {Alice\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Palice) at (-3.75cm,-2.0cm) {provider1.de\nodepart{second}\emailciphertext};
\node[entity] (Pbob) at (3.75cm,-2.0cm) {provider2.com\nodepart{second}\emailciphertext};
\node[entity] (bob) at (3.75cm,2.5cm) {Bob\nodepart{second}\emailtext};
\draw[->] (alice) -- (Palice) node [pos=0.25,message] (aliceHello) {Hier ist Alice, mein Passwort ist AAA. Ich will eine E-Mail verschicken:} node [pos=0.70,message] (aliceSend) {\emailciphertext};
\draw[->] (Palice) -- (Pbob) node [midway,message] (providerFwd) {\emailciphertext};
\draw[<->] (bob) -- (Pbob) node [pos=0.25,message] (bobHello) {Hier ist Bob, mein Passwort ist BBB. Gib mir meine neuen E-Mails!} node [pos=0.70,message] (bobReceive) {\emailciphertext};
\foreach \t in {(aliceHello),(aliceSend),(Palice),(providerFwd),(Pbob),(bobHello),(bobReceive)} \draw[->,red,thick] (eve) -- \t;
\draw[dashed,red] ($ (alice.south west)!.5!(aliceHello.north west) $) -- ($ (bob.south east)!.5!(bobHello.north east) $);
\end{tikzpicture}
\end{center}
\vspace{-1em}
\begin{itemize}
\item Unabhängig vom Mailanbieter möglich
\item Benötigt Zusatzsoftware und Schlüssel bei beiden
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Kombination Transport \& Ende-zu-Ende}
\begin{center}\tiny
\begin{tikzpicture}[align=left]
\tikzstyle{attacker} = [draw,circle]
\tikzstyle{entity} = [draw,rectangle split,rectangle split parts=2]
\tikzstyle{message} = [fill=yellow,text=yellow,text width=\messagewidth]
\node[attacker] (eve) at (0,0) {Eve};
\node[entity] (alice) at (-3.75cm,2.5cm) {Alice\nodepart{second}\emailtext};
\node[entity] (Palice) at (-3.75cm,-2.0cm) {provider1.de\nodepart{second}\emailciphertext};
\node[entity] (Pbob) at (3.75cm,-2.0cm) {provider2.com\nodepart{second}\emailciphertext};
\node[entity] (bob) at (3.75cm,2.5cm) {Bob\nodepart{second}\emailtext};
\draw[->] (alice) -- (Palice) node [pos=0.25,message] (aliceHello) {Hier ist Alice, mein Passwort ist AAA. Ich will eine E-Mail verschicken:} node [pos=0.70,message] (aliceSend) {\emailtext};
\draw[->] (Palice) -- (Pbob) node [midway,message] (providerFwd) {\emailtext};
\draw[<->] (bob) -- (Pbob) node [pos=0.25,message] (bobHello) {Hier ist Bob, mein Passwort ist BBB. Gib mir meine neuen E-Mails!} node [pos=0.70,message] (bobReceive) {\emailtext};
\foreach \t in {(aliceHello),(aliceSend),(Palice),(providerFwd),(Pbob),(bobHello),(bobReceive)} \draw[->,red,thick] (eve) -- \t;
\draw[dashed,red] ($ (alice.south west)!.5!(aliceHello.north west) $) -- ($ (bob.south east)!.5!(bobHello.north east) $);
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Hintergrundinfo Verschlüsselung}
\framesubtitle{Symmetrische Kryptografie}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{images/Orange_blue_symmetric_cryptography_de.pdf}
\end{center}
\begin{itemize}
\item Jahrtausende altes Konzept
\item \emph{Ein} Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln,\\den \emph{alle} Beteiligten kennen
\item Problem: Schlüsselaustausch
\begin{itemize}
\item Wer den Schlüssel kennt, kommt auch an die Daten
\item Wer den Schlüssel kontrolliert, kontrolliert die Daten
\begin{itemize}
\item Ransomware
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{itemize}
\tiny Bildquelle: \href{https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Orange_blue_symmetric_cryptography_de.svg}{,,Symmetrisches Kryptosystem'' von Bananenfalter / CC0}
\end{frame}
\begin{frame}{Hintergrundinfo Verschlüsselung}
\framesubtitle{Asymmetrische Kryptografie}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{images/Orange_blue_public_key_cryptography_de.pdf}
\end{center}
\begin{itemize}
\item Prinzip: Schlüssel besteht aus einer \emph{privaten} und einer \emph{öffentlichen} ,,Hälfte``
\begin{itemize}
\item Öffentlichen Teil darf/muss man weitergeben
\item Privaten Teil muss man unbedingt geheim halten
\end{itemize}
\item Wird verwendet, um vertraulichen Kanal aufzubauen
\item Problem weiterhin: Authentizität des öffentlichen Teils
\end{itemize}
\tiny Bildquelle: \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Orange_blue_public_key_cryptography_de.svg}{,,Asymmetrisches Kryptosystem mit Verschlüsselung und Entschlüsselung'' von Bananenfalter / CC0}
\end{frame}
\begin{frame}{Hintergrundinfo Verschlüsselung}
\framesubtitle{Asymmetrische Kryptografie -- Anwendungen}
\begin{itemize}
\item Verschlüsselung
\begin{itemize}
\item Absender \emph{verschlüsselt}\\ mit \emph{öffentlichem} Teil des \emph{Gegenübers}
\item Nur Gegenüber\\ kann mit \emph{privatem} Gegenstück \emph{entschlüsseln}
\end{itemize}
\item Digitale Signatur
\begin{itemize}
\item Absender unterschreibt mit \emph{eigenem privaten} Teil
\item Jeder kann mit \emph{öffentlichem} Gegenstück \emph{überprüfen}
\end{itemize}
\end{itemize}
Es ist mathematisch komplex und benötigt Jahrtausende,\\ um aus einer Signatur oder dem öffentlichen Teil\\ den privaten Teil zu berechnen
\end{frame}
\begin{frame}{Authentizität öffentlicher Schlüssel}
Was, wenn A eine Nachricht an B schicken will,\\ aber den öffentlichen Schlüssel von B nicht kennt?\\
\begin{enumerate}
\item Im ``Telefonbuch'' nach dem Schlüssel suchen
\item Echtheit mit Hilfe eines \emph{vertrauenswürdigen Dritten} C überprüfen
\end{enumerate}
\begin{center}
\includegraphics[width=0.5\textheight]{images/vertrauen.pdf}
%TODO: überarbeiten
\end{center}
\end{frame}
\begin{frame}{Wie stellt man Vertrauen in öffentliche Schlüssel her?}
\begin{itemize}
\item S/MIME -- Hierarchischer Vertrauensansatz
\begin{itemize}
\item hier nicht behandelt
\end{itemize}
\item OpenPGP -- Dezentraler Vertrauensansatz
\begin{itemize}
\item jeder kann festlegen, wem er vertraut
\begin{itemize}
\item er kann die Echtheit eines Schlüssels\\ z.B. bei einem persönlichen Treffen überprüfen
\end{itemize}
\item jeder \emph{kann} sein Vertrauensnetz veröffentlichen (Web-of-Trust)
\begin{itemize}
\item Vorteil: Man kann ``Freunden von Freunden'' vertrauen
\item Nachteil: Beziehungen zwischen Menschen öffentlich\\ Aber: Facebook sagt da viel mehr aus
\end{itemize}
%\item wird hier behandelt
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}{Welche Software benötigt man?}
\begin{block}{OpenPGP Backend}
Macht die eigentliche Ver-/Entschlüsselung \& Signatur
\vspace{1ex}
\begin{tabular}{cccc}
Linux: & Windows: & Android: & Mac:\\
\textit{on-board} & GPG4Win & OpenKeychain & GPGTools\footnote{kommerziell}\\
\end{tabular}
\end{block}
\begin{block}{Plug-In fürs Mailprogramm}
Grafische Oberfläche, leichtere Schlüsselverwaltung, etc.
\vspace{1ex}
\begin{tabular}{cccc}
Thunderbird: & Outlook: & K9-Mail: & Apple Mail:\\
Enigmail & GPG4Win & \textit{integriert} & GPGTools\\
\end{tabular}
\end{block}
\end{frame}
\endinput