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An ISO 27001 compliant information security management system is difficult to create, due to the the limited support for system development and documentation provided in the standard. We present a structured analysis of the documentation and development requirements in the ISO 27001 standard. Moreover, we investigate to what extent existing security requirements engineering approaches fulfill these requirements. We developed relations between these approaches and the ISO 27001 standard using a conceptual framework originally developed for comparing security requirements engineering methods. The relations include comparisons of important terms, techniques, and documentation artifacts. In addition, we show practical applications of our results.
Considering legal aspects during software development is a challenging problem, due to the cross-disciplinary expertise required. The problem is even more complex for cloud computing systems, because of the international distribution, huge amounts of processed data, and a large number of stakeholders that own or process the data. Approaches exist to deal with parts of the problem, but they are isolated from each other. We present an integrated method for elicitation of legal requirements. A cloud computing online banking scenario illustrates the application of our methods. The running example deals with the problem of storing personal information in the cloud and based upon the BDSG (German Federal Data Protection Act). We describe the structure of the online banking cloud system using an existing pattern-based approach. The elicited information is further refined and processed into functional requirements for software development. Moreover, our method covers the analysis of security-relevant concepts such as assets and attackers particularly with regard to laws. The requirements artifacts then serve as inputs for existing patterns for the identification of laws relevant for the online banking cloud system. Finally, our method helps to systematically derive functional as well as security requirements that realize the previously identified laws.
The ISO 27000 is a well-established series of information security standards. The scope for applying these standards can be an organisation as a whole, single business processes or even an IT application or IT infrastructure. The context establishment and the asset identification are among the first steps to be performed. The quality of the results produced when performing these steps has a crucial influence on the subsequent steps such as identifying loss, vulnerabilities, possible attacks and defining countermeasures. Thus, a context analysis to gather all necessary information in the initial steps is important, but is not offered in the standard. In this paper, we focus on the scope of cloud computing systems and present a way to support the context establishment and the asset identification described in ISO 27005. A cloud system analysis pattern and different kinds of stakeholder templates serve to understand and describe a given cloud development problem, i.e. the envisaged IT systems and the relevant parts of the operational environment. We illustrate our support using an online banking cloud scenario.
We give an enumeration of possible problem frames, based on domain characteristics, and comment on the usefulness of the obtained frames. In particular, we investigate problem domains and their characteristics in detail. This leads to fine-grained criteria for describing problem domains. As a result, we identify a new type of problem domain and come up with integrity conditions for developing useful problem frames. Taking a complete enumeration of possible problem frames (with at most three problem domains, of which only one is constrained) as a basis, we find 8 new problem frames, 7 of which we consider as useful in practical software development.
This paper presents a conceptual framework for security engineering, with a strong focus on security requirements elicitation and analysis. This conceptual framework establishes a clear-cut vocabulary and makes explicit the interrelations between the different concepts and notions used in security engineering. Further, we apply our conceptual framework to compare and evaluate current security requirements engineering approaches, such as the Common Criteria, Secure Tropos, SREP, MSRA, as well as methods based on UML and problem frames. We review these methods and assess them according to different criteria, such as the general approach and scope of the method, its validation, and quality assurance capabilities. Finally, we discuss how these methods are related to the conceptual framework and to one another.
In der vorliegenden Bachelorarbeit geht es um das menschliche Verhalten bei der Passworterstellung. Hierbei wird die Möglichkeit untersucht dieses menschliche Verhalten über die Software hashcat nachzubilden, um so Passwörter effzienter anzugreifen. Durch die Konzeption und den Test von Passwortangriffsszenarien, deren Fokus auf dem Faktor Mensch liegt, wird versucht aufzuzeigen, dass selbst sichere Passwortverfahren, durch das individuelle Verhalten von Menschen an Sicherheit verlieren können. Zudem werden die Tests der Szenarien Schwächen der Software hashcat aufzeigen, die im späteren Verlauf der Arbeit als Grundlage für die Entwicklung einer selbstprogrammierten Erweiterung von hashcat dienen.
Diese Masterarbeit beschreibt den Entwurf und die Neuimplementierung von What the Hack, einem digitalen Serious Game zur Verbesserung von Information Security Awareness. What the Hack ist ursprünglich in einem Studentenprojekt entstanden und soll in der Unity Game Engine neu implementiert, erweitert und verbessert werden.
Nach einer Untersuchung gängiger Literatur auf Merkmale eines guten Serious Games wird der aktuelle Markt von Serious Games zum Thema Information Security Awareness untersucht. Es zeigt sich, dass es dem Markt an Spielen für eine fortgeschrittene, technische Zielgruppe mangelt. Ebenfalls ersichtlich wird, dass sich wenige Spiele spezialisieren oder anpassen lassen. Es folgt eine Bestandsaufnahme der originalen Implementierung. Mit den Ergebnissen der theoretischen Untersuchungen wird die originale Implementierung von What the Hack auf Kriterien eines guten Serious Games untersucht. Anschließend werden Anforderungen für die Neuimplementierung von What the Hack gestellt. Es folgt eine Beschreibung des Game Designs und der Implementierung wichtiger Eigenschaften des Spiels, wie die Unterstützung von Schwierigkeitsgraden und der Erweiterbarkeit.
Abschließend folgt eine Analyse der Neuimplementierung. Es zeigt sich, dass das Spiel die gestellten Anforderungen erfüllt und What the Hack sich zu einer, auf eine technische Zielgruppe fokussierte, Serious Game Plattform entwickelt hat.
We present a security engineering process based on security problem frames and concretized security problem frames. Both kinds of frames constitute patterns for analyzing security problems and associated solution approaches. They are arranged in a pattern system that makes dependencies between them explicit. We describe step-by-step how the pattern system can be used to analyze a given security problem and how solution approaches can be found. Further, we introduce a new frame that focuses on the privacy requirement anonymity.
We present a process to develop secure software with an extensive pattern-based security requirements engineering phase. It supports identifying and analyzing conflicts between different security requirements. In the design phase, we proceed by selecting security software components that achieve security requirements. The process enables software developers to systematically identify, analyze, and finally realize security requirements using security software components. We illustrate our approach by a lawyer agency software example.
Problem frames are patterns for analyzing, structuring, and characterizing software development problems. This paper presents a formal metamodel for problem frames expressed in UML class diagrams and using the formal specification notation OCL. That metamodel clarifies the nature of the different syntactical elements of problem frames, as well as the relations between them. It provides a framework for syntactical analysis and semantic validation of newly defined problem frames, and it prepares the ground for tool support for the problem frame approach.
We present a pattern system/or security requirements engineering, consisting of security problem frames and concretized security problem frames. These are special kinds of problem frames that serve to structure, characterize, analyze, and finally solve software development problems in the area of software and system security. We equip each frame with formal preconditions and postconditions. The analysis of these conditions results in a pattern system that explicitly shows the dependencies between the different frames. Moreover, we indicate related frames, which are commonly used together with the considered frame. Hence, our approach helps security engineers to avoid omissions and to cover all security requirements that are relevant for a given problem.
The Security Twin Peaks
(2011)
Developing security-critical systems is difficult, and there are many well-known examples of vulnerabilities exploited in practice. In fact, there has recently been a lot of work on methods, techniques, and tools to improve this situation already at the system specification and design. However, security-critical systems are increasingly long-living and undergo evolution throughout their lifetime. Therefore, a secure software development approach that supports maintaining the needed levels of security even through later software evolution is highly desirable. In this chapter, we recall the UMLsec approach to model-based security and discuss on tools and techniques to model and verify evolution of UMLsec models.
Untersuchungen haben ergeben, dass bis zu 95% aller verfügbaren Android Apps mindestens einen Programmierfehler bei der Verwendung von sogenannten Krypto-APIs besitzen. Bei korrekter Anwendung dieser APIs können mit ihnen sensible System- und Benutzerdaten vor Angriffen geschützt werden. Bisher gibt es nur wenige verfügbare Tool-basierte Hilfsmittel für Programmierer, welche die Verwendungsfehler identifzieren können. Für die Programmiersprache Java konnten bislang nur sehr wenige dieser spezialisierten Hilfsmittel gefunden werden, darunter das statische Codeanalysetool CogniCrypt. Ein derartiges Werkzeug für C# konnte nicht gefunden werden.
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Plugins für die IDE Visual Studio zur statischen Codeanalyse namens Sharper Crypto-API Analysis. Sein Hauptziel ist, Programmierern beim Verwenden der .NET Krypto-API mit der Programmiersprache C# zu unterstützen. Durch Beobachtungen im Entwicklungsprozess sollen einerseits die Parallelen und Unterschiede zwischen der Java- und der C#-Welt im Umgang mit Krypto-APIs erkennbar werden. Andererseits beschreibt diese Arbeit den erforderlichen Aufwand, um ein hoch spezialisiertes, statisches Codeanalysetool zu entwickeln. Die Beobachtungen zeigen, dass die Unterschiede der Java- und C#-Technologien nicht oberflächlich, sondern hauptsächlich im Detail liegen und daher
während der Implementierung des Tools besondere Aufmerksamkeit erfordern. Die Entwicklungsphase selbst zeigt sich als besonders anspruchsvoll, da mit Unsicherheitsfaktoren
bezüglich der Funktions- und Verhaltensweisen von Visual Studio umgegangen werden müssen.
Das Hauptziel von Sharper Crypto-API Analysis konnte durch die Implementation von vier Hauptfunktionsgruppen umgesetzt werden. Die wichtigste von ihnen ist das Bereitstellen von Codeanalysen, welche ausschließlich auf die Verwendung der .NET Krypto-API spezialisiert sind. Die hier entwickelten Codeanalysen betrachten besonders Fehlerquellen, die Programmierer am häufigsten begehen. Um den Programmierern nachhaltig Wissen bezüglich der Krypto-API zu vermitteln, führt diese Arbeit erweiterte Analyseberichte ein, die zusätzlich über Schwachstellen oder Angriffsszenarien informieren. Besonderheiten und Alleinstellungsmerkmale der anderen Funktionsgruppen werden in dieser Arbeit unter besonderer Berücksichtigung von Implementationshinweisen dokumentiert.