Die Sicherheit im digitalen Raum ist nicht mehr optional, sie ist eine Notwendigkeit. Virtuelle Maschinen (VMs) spielen dabei eine Schlüsselrolle, wenn es um den Schutz sensibler Daten und die Isolation potenzieller Bedrohungen geht. Dieser Blog gibt eine kurze Info zur Anwendung und Optimierung von VMs, um ihre Sicherheitsfunktionen maximal auszuschöpfen.

Was sind virtuelle Maschinen, wie sie einen Sicherheitsvorteil bieten, welche Risiken bestehen und wie diese minimiert werden können.

Was sind virtuelle Maschinen

Eine virtuelle Maschine ist eine Softwareumgebung, die ein tatsächliches Computersystem simuliert. VMs laufen auf Hypervisoren (eine Softwareebene) und bieten die Möglichkeit, mehrere Betriebssysteme auf einem einzigen physischen System auszuführen. Aber wussten Sie, dass es zwei verschiedene Arten von Hypervisoren gibt?

Typ 1 und Typ 2 Hypervisoren

• Typ 1 Hypervisoren (Bare Metal): Diese laufen direkt auf der Hardware ohne darunterliegendes Betriebssystem. Beispiele sind VMware ESXi und Microsoft Hyper-V. Diese gelten als sicherer, da sie weniger Angriffsfläche bieten.
• Typ 2 Hypervisoren (Hosted): Diese sind auf einem bestehenden Betriebssystem installiert, z. B. Oracle VirtualBox. Sie sind benutzerfreundlicher, bieten aber durch die zusätzliche Systemschicht weniger Sicherheit.

Vorteile virtueller Maschinen

Warum sind VMs eine beliebte Wahl für Sicherheitsexperten?

• Isolation: Ein kompromittierter Gast hat keinen direkten Zugriff auf das Hosts-System.
• Flexibilität: Ideal für das Testen und Entwickeln in einer separaten Umgebung.
• Snapshots: Mit VM-Snapshots können Nutzer zu einem einwandfreien, früheren Zustand zurückkehren.
• Kostenersparnis: Mehrere VMs auf einer Hardware maximieren die Ressourcennutzung.

Techniken zur VM-Härtung

Um die Sicherheit einer virtuellen Maschine zu gewährleisten, sind bestimmte Maßnahmen notwendig. Hier sind einige effektive Methoden:

Unnötige Funktionen deaktivieren

• Deaktivieren Sie gemeinsam genutzte Zwischenablagen, Drag-and-Drop-Funktionen und nicht benötigte Hardware wie USB-Anschlüsse.
• Entfernen Sie virtuelle Hardware wie CDs oder Diskettenlaufwerke, die nicht benötigt werden.

Verschlüsselung aktivieren

• Verschlüsseln Sie sowohl die Host-Platte als auch die virtuelle Platte, um Datenlecks zu verhindern.
• Nutzen Sie bekannte Software wie BitLocker oder VeraCrypt, um Vertrauen in die Verschlüsselungsmethoden zu gewährleisten.

Nutzung eines separaten VLANs

Ein VLAN (Virtual Local Area Network) bietet zusätzliche Trennung zwischen Host und Gast und schützt vor netzwerkbasierten Angriffen.

Wie man ein VLAN einrichtet

Ein VLAN (Virtuelles Lokales Netzwerk) einzurichten, ist eine effektive Möglichkeit, Netzwerke in separate logische Einheiten aufzuteilen und gleichzeitig die Sicherheit zu erhöhen. Folgen Sie diesen Schritten, um ein VLAN zu konfigurieren:

Zugriff auf den Netzwerk-Switch oder Router

Öffnen Sie die Verwaltungsoberfläche Ihres Netzwerk-Switches oder Routers. Dies geschieht in der Regel über einen Webbrowser, indem Sie die IP-Adresse des Geräts eingeben.

Anmeldung in der Benutzeroberfläche

Melden Sie sich mit einem Administratorkonto an. Stellen Sie sicher, dass Sie Zugangsdaten zur Hand haben, um notwendige Änderungen durchzuführen.

VLANs definieren

Navigieren Sie zum Abschnitt für VLAN-Einstellungen. Dort können Sie eine Liste bestehender VLANs sehen und neue hinzufügen. Erstellen Sie ein neues VLAN, indem Sie eine eindeutige VLAN-ID (in der Regel eine Nummer) angeben.

Ports zuweisen

Weisen Sie die gewünschten Ports Ihrem neuen VLAN zu. Dies teilt physische Geräte in logische Netzwerke auf und isoliert die Kommunikation zwischen VLANs.

PVID konfigurieren

Für Ports, die in einem VLAN arbeiten sollen, passen Sie die PVID (Port-VLAN-ID) an, sodass sie mit der VLAN-ID übereinstimmt. Dies ist besonders wichtig für Tagged und Untagged Ports.

VLAN-Routing einrichten (falls erforderlich)

Wenn Kommunikation zwischen VLANs erforderlich ist, aktivieren Sie das Routing zwischen ihnen. Dies wird oft durch einen Layer-3-Switch oder Router unterstützt.

Einstellungen speichern und testen

Speichern Sie die vorgenommenen Änderungen und führen Sie Tests durch, um sicherzustellen, dass die Trennung korrekt funktioniert und die gewünschten Geräte im vorgesehenen VLAN arbeiten.

Durch diese Konfiguration können Sie eine stärkere logische Isolation zwischen Netzwerken gewährleisten und das Risiko unbefugter Zugriffe minimieren.

Schutz vor Datenlecks

Speicher-Paging (RAM auf der Festplatte zwischenspeichern) kann sensible Informationen hinterlassen. Nutzen Sie stattdessen Vollverschlüsselung für den Host oder deaktivieren Sie die Paging-Funktion komplett.

Wie macht man das?

Um Speicher-Paging sicher zu deaktivieren oder abzusichern, sollten Sie die folgenden Schritte beachten:

1. Analyse Ihrer Umgebung: Überprüfen Sie, ob Speicher-Paging in Ihrem System aktiv ist und ob sensible Daten auf der Festplatte zwischengespeichert werden. Prüfen Sie die Konfiguration Ihres Betriebssystems und der verwendeten Software.
2. Vollverschlüsselung einrichten: Wenn Speicher-Paging nicht deaktiviert werden kann, ist die Nutzung einer Full-Disk-Encryption (FDE) entscheidend. Tools wie VeraCrypt oder BitLocker bieten eine zuverlässige Verschlüsselung, die sicherstellt, dass gespeicherte Daten selbst bei physischem Zugriff auf die Festplatte geschützt bleiben.
3. Paging deaktivieren: Bei Systemen, bei denen Paging nicht zwingend erforderlich ist, können Sie diese Funktion direkt abschalten. Dies geschieht in den Systemeinstellungen oder durch Anpassungen an der Konfigurationsdatei des Betriebssystems. Beachten Sie, dass genügend RAM verfügbar sein muss, um den reibungslosen Betrieb des Systems zu gewährleisten.
4. Regelmäßige Überprüfung: Stellen Sie sicher, dass Ihre Einstellungen regelmäßig geprüft werden und den aktuellen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Patches und Updates können Konfigurationen beeinflussen, weshalb eine kontinuierliche Überwachung essenziell ist.

Durch die konsequente Implementierung dieser Maßnahmen können Sie das Risiko von Datenlecks minimieren und die Sicherheit Ihrer sensiblen Daten erheblich verbessern.

Potenzielle Schwachstellen virtueller Maschinen

Trotz ihrer Vorteile sind VMs nicht unanfällig für Angriffe. Hier sind einige typische Schwachstellen:

Datenlecks

Virtuelle Maschinen können Informationen auf dem Host-Harddrive hinterlassen, z. B. durch Paging oder Hibernation. Dies stellt ein Risiko dar, wenn dieselbe Hardware mehrfach genutzt wird.

Malware-Erkennung

Fortgeschrittene Malware kann erkennen, dass sie in einer VM läuft, und ihre Funktion einstellen oder Sicherheitslücken ausnutzen, um sich durch die VM-Umgebung zu „flüchten“.

Gemeinsame Angriffsvektoren

• Netzwerkfreigabe: Wenn ein kompromittierter Gast und Host dasselbe Netzwerk nutzen, kann dies weitere Systeme gefährden.
• Timing-Angriffe: Durch die gemeinsame Nutzung von CPUs können Gäste und Hosts Zeitkanal-Angriffe ausführen.

Strategien zur Risikominimierung

Zur Minimierung von Risiken bei der Nutzung von VMs gilt es, eine mehrschichtige Verteidigungsstrategie anzuwenden:

• Erhalten Sie Software-Updates: Aktualisieren Sie stets die Hypervisor-Software und VM-Tools, um bekannte Sicherheitslücken zu schließen.
• Nutzen Sie Snapshots: Erstellen Sie regelmäßig Sicherungen und kehren Sie im Falle einer Malware-Infektion zu einem sauberen Zustand zurück.
• Deaktivieren Sie unnötige Funktionen: Weniger Funktionalität bedeutet weniger Angriffsfläche.
• Reduzieren Sie Netzwerkzugänge: Trennen Sie kritische VMs vom öffentlichen Netzwerk.

VM-Sicherheit der Zukunft

Virtuelle Maschinen sind nicht nur weiterhin zentral für die IT-Sicherheit, sondern werden auch im Hinblick auf technologische Fortschritte wie Containerisierung (z. B. Docker) und Betriebssystem-integrierte Virtualisierungstechnologien weiterentwickelt. Mit der zunehmenden Beliebtheit von Cloud-Diensten und dem Vertrauen in virtualisierte Infrastruktur könnten VMs als Sicherheitslayer immer stärker in den Fokus rücken.

Upgrade Ihre IT-Sicherheit mit bewährten Virtualisierungsmethoden und schützen Sie sich gegen Angriffe und unbefugten Zugriff.