Wintersemester 26/27

Dieses Bachelorprojekt bietet die Gelegenheit, in den aktuellen Stand der Technik der IT-Sicherheit einzutauchen. Wissenschaftliche Publikationen gehen üblicherweise mit einem Forschungsartefakt einher, etwa dem Programmcode und den Evaluationsdaten. Diese Artefakte bilden den Ausgangspunkt für unser Projekt. Sie arbeiten sich in eine aktuelle Publikation ein, bringen das zugehörige Artefakt zum Laufen, reproduzieren dessen Ergebnisse und erweitern es anschließend um einen eigenen Beitrag. Dabei schärfen Sie Fähigkeiten, die weit über das Projekt hinaus tragen: das Einarbeiten in komplexe fremde Systeme, das eigenständige Lösen offener Probleme und das Bewerten wissenschaftlicher Ergebnisse.

Bei der Einführungsveranstaltung stellen wir eine kuratierte Liste von Artefakten aktueller Security-Konferenzen vor, und Sie melden sich für das Projekt an. Wer ausgewählt wird, wählt anschließend drei Artefakte aus dieser Liste aus und gibt sie mit einer Rangfolge der Präferenz an. Daraufhin weisen wir jedem und jeder Studierenden ein Artefakt und eine Betreuung zu. Die Zahl der Plätze ist begrenzt. Alle Termine finden in Präsenz statt, und die Teilnahme an den Kolloquien ist verpflichtend. Ein unentschuldigtes Fehlen bei den Kolloquien führt zum Nichtbestehen des Projekts.

Ablauf:

 

• Einführungsveranstaltung (05.11., 14 Uhr, SGW-007): Anmeldung sowie Vorstellung der Artefakte.
• Erstes Kolloquium (Dezember): Sie stellen Ihre geplante Erweiterung vor und begründen, warum sie interessant und nützlich ist.
• Zweites Kolloquium (Februar): Sie präsentieren den aktuellen Stand und die Herausforderungen, einschließlich eines Videos, das die bisher implementierten Erweiterungen zeigt.
• Finales Kolloquium (März): Abschlusspräsentation mit einer Video-Demo des finalisierten Artefakts sowie Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung und des Artefakts.

Bewertung:

Der Fokus liegt nicht allein auf dem Endergebnis, sondern ebenso auf Ihrer Mitarbeit über das gesamte Semester. Dazu zählen Ihre Beteiligung an den Diskussionen in den Kolloquien, Ihre Fragen zu den vorgestellten Arbeiten der übrigen Teilnehmenden sowie die Videos, mit denen Sie ab dem zweiten Kolloquium Ihre Erweiterungen am Artefakt in Aktion zeigen. Bewertet wird, was Sie im Verlauf des Projekts tatsächlich leisten, nicht allein das abschließende Ergebnis.

Die genauen Termine geben wir rechtzeitig bekannt.

Theoretische und praktische Übungen zur Vorlesung Secure Software Systems.

In dieser Vorlesung erhalten die Studierenden einen Überblick über aktuelle Forschung, Angriffstechniken und Abwehrmethoden im Bereich der Software- und Systemsicherheit. Es werden Sicherheitsprobleme und Schutztechnologien auf Applikations- und Betriebssystemebene für unterschiedliche Rechnerarchitekturen (Desktop PCs, mobile und eingebettete Systeme) analysiert. Ein besonderer Fokus dieser Vorlesung ist die Verwundbarkeit von Softwaresystemen gegenüber Laufzeitangriffen (Exploits). Ziel der Vorlesung ist sowohl das Verständnis von modernen, praktischen Angriffstechniken gegen Softwaresysteme als auch die Entwicklung und Anwendung von Sicherheitstechnologien für Softwaresysteme. Die Vorlesung umfasst folgende Themenschwerpunkte:

• Konventionelle und fortgeschrittene Software Exploittechniken (Buffer Overflow, Return-Oriented Programming)
• Entwicklung von Sicherheitstechnologien zur Detektion und Prävention von Software Exploits (Programmfluss-Integrität, Speicherrandomisierung)
• Software Fault Isolation und Application Sandboxing
• Betriebssystemsicherheit und Zugriffsmodelle mit praktischen Beispielen anhand von Sicherheitsarchitekturen in Multics, Android und Windows
• Trusted Computing Konzepte
• Hardware-basierte Konzepte zur Unterstützung von Softwaresicherheit

Die Studierenden kennen die wichtigsten Klassen von Angriffstechniken und Abwehrmethoden im Bereich der Softwaresicherheit von der Applikationsebene bis zum Betriebssystem. Sie besitzen fundierte Kenntnisse in der Entwicklung von Angriffstechniken auf Softwaresystemen und sind in der Lage konkrete Verfahren zur Härtung von Softwaresystemen gegen fortgeschrittene Softwareangriffe anzuwenden. Sie kennen hardware-basierte Verfahren zur Durchsetzung von Softwaresicherheit und kennen die aktuelle Forschung und Problemstellungen bezüglich der Entwicklung von sicheren Softwaresystemen. Zusätzlich beherrschen sie die Konzepte von Softwarebasierten Angriffstechniken und Abwehrmethoden für verschiedenen Rechnerplattformen.

• W. Stallings, L. Brown: Computer Security: Principles and Practice, Prentice Hall, 2014
• M. Bishop: Computer Security: Art and Science, Pearson Education, 2015
• T. Jaeger: Operating System Security, Morgan & Claypool, 2008
• C. Anley, J. Heasman, F. Lindner, G. Richarte: The Shellcoder's Handbook: Discovering and Exploiting Security Holes, Wiley, 2007
• L. Davi: Building Secure Defenses Against Code-Reuse Attacks, Springer, 2015
• R. Anderson. Security Engineering: A Guide to Building Dependable Distributed Systems, Wiley, 2008
• Aktuelle wissenschaftliche Publikationen von einschlägigen Sicherheitstagungen (werden in der Vorlesung bekannt gegeben)

mündlich