Vorbereitung 11.1.2024

20231005/dbs-20231005.tex

-% dbs-20221005.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231005.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231012/dbs-20231012.tex

-% dbs-20221012.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231012.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231019/dbs-20231019.tex

-% dbs-20221019.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231019.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231026/dbs-20231026.tex

-% dbs-20221026.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231026.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231102/dbs-20231102.tex

-% dbs-20221102.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231102.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231109/dbs-20231109.tex

-% dbs-20221109.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231109.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231116/dbs-20231116.tex

-% dbs-20221116.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231116.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231123/dbs-20231123.tex

-% dbs-20221123.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231123.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231130/dbs-20231130.tex

-% dbs-20221130.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231130.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231207/dbs-20231207.tex

-% dbs-20221207.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231207.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or

20231214/dbs-20231214.tex

-% dbs-20221214.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% dbs-20231214.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
 % Copyright (C) 2023  Peter Gerwinski
 %
 % This document is free software: you can redistribute it and/or
@@ -20,7 +20,7 @@
 % Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
 % document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
 
-% README: @@@
+% README: GUI-Zugriff, SQL Injection
 
 \documentclass[10pt,t]{beamer}
 
@@ -61,18 +61,19 @@
         \color{medgreen}
         \item[4.10] Funktionen und Trigger
         \item[4.11] GUI-Zugriff
+        \color{orange}
         \item[4.12] SQL Injection
-        \color{red}
+        \color{black}
         \item[4.13] Datensicherheit bei Datenbanken 
         \item[4.14] Sonstige Datenbanken
       \end{itemize}
     \item[\textbf{5}] \textbf{Kryptographie}
-      \begin{itemize}
-        \color{red}
-        \item[5.1] Einführung
-        \vspace*{-\smallskipamount}
-        \item[\textbf{\dots}]
-      \end{itemize}
+%      \begin{itemize}
+%        \color{red}
+%        \item[5.1] Einführung
+%        \vspace*{-\smallskipamount}
+%        \item[\textbf{\dots}]
+%      \end{itemize}
     \vspace*{-\smallskipamount}
     \item[\textbf{\dots}]
   \end{itemize}
@@ -183,14 +184,18 @@
 
   Bessere Lösung: \newterm{Prepared Statements}
   \begin{itemize}
-    \item
-      \url{https://www.postgresql.org/docs/current/sql-prepare.html}
-    \item
-      \url{https://www.w3schools.com/php/php_mysql_prepared_statements.asp}
+    \arrowitem
+      nächstes Jahr
+%    \item
+%      \url{https://www.postgresql.org/docs/current/sql-prepare.html}
+%    \item
+%      \url{https://www.w3schools.com/php/php_mysql_prepared_statements.asp}
   \end{itemize}
 
 \end{frame}
 
+\iffalse
+
 \subsection{Datensicherheit bei Datenbanken}
 
 \begin{frame}
@@ -255,4 +260,6 @@
 
 \end{frame}
 
+\fi
+
 \end{document}

20240111/Zeichen_123.pdf

+../common/Zeichen_123.pdf
\ No newline at end of file

20240111/dbs-20240111.tex

+% dbs-20240111.pdf - Lecture Slides on Databases and Information Security
+% Copyright (C) 2023, 2024  Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
+% GNU General Public License as published by the Free Software
+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
+% any later version.
+%
+% This document is distributed in the hope that it will be useful,
+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+% GNU General Public License for more details.
+%
+% You should have received a copy of the GNU General Public License
+% along with this document.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+%
+% You should have received a copy of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
+% document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+% README: Datensicherheit bei Datenbanken, sonstige Datenbanken, Kryptographie
+
+\documentclass[10pt,t]{beamer}
+
+\usepackage{pgslides}
+
+\newcommand{\vfilll}{\vspace{0pt plus 1filll}}
+
+\newcommand{\underconstruction}{%
+  \begin{picture}(0,0)
+    \put(11,1.2){\makebox(0,0)[b]{\includegraphics[width=1.5cm]{Zeichen_123.pdf}}}
+    \put(11,0.9){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{Änderungen\\vorbehalten}}}
+  \end{picture}}
+
+\title{Datenbanken und Datensicherheit}
+\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
+\date{11.\ Januar 2024}
+
+\begin{document}
+
+\maketitleframe
+
+\nosectionnonumber{\inserttitle}
+
+\begin{frame}
+
+  \shownosectionnonumber
+
+  \begin{itemize}
+    \item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
+      \hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/dbs}}}%
+    \item[\textbf{2}] \textbf{Kurzeinführung Unix}
+    \item[\textbf{3}] \textbf{Kurzeinführung TCP/IP}
+    \item[\textbf{4}] \textbf{Relationale Datenbanken}
+      \begin{itemize}
+        \vspace*{-\smallskipamount}
+        \item[\textbf{\dots}]
+        \item[4.9] Indizierung
+        \color{medgreen}
+        \item[4.10] Funktionen und Trigger
+        \item[4.11] GUI-Zugriff
+        \color{orange}
+        \item[4.12] SQL Injection
+        \color{red}
+        \item[4.13] Datensicherheit bei Datenbanken 
+        \item[4.14] Sonstige Datenbanken
+      \end{itemize}
+    \item[\textbf{5}] \textbf{Kryptographie}
+      \begin{itemize}
+        \color{red}
+        \item[5.1] Einführung
+        \vspace*{-\smallskipamount}
+        \item[\textbf{\dots}]
+      \end{itemize}
+    \vspace*{-\smallskipamount}
+    \item[\textbf{\dots}]
+  \end{itemize}
+
+  \vfilll
+  \underconstruction
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{3}
+\section{Relationale Datenbanken}
+\setcounter{subsection}{9}
+\subsection{Funktionen und Trigger}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  Funktionen:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \lstinline[style=cmd]{PROCEDURE} entspricht einer \lstinline{void}-Funktion in C.
+    \item
+      \url{https://www.postgresql.org/docs/15/sql-createprocedure.html}
+  \end{itemize}
+
+  \bigskip
+
+  Trigger:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \url{https://www.sqltutorial.org/sql-triggers/}
+    \item
+      \url{https://www.postgresqltutorial.com/postgresql-triggers/creating-first-trigger-postgresql/}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{GUI-Zugriff}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Anwendung nutzt DBMS-Client-Bibliothek\\
+      GUI-Programmierung: wie gewohnt
+    \item
+      Spezialfall: Web-Anwendung
+  \end{itemize}
+
+  \bigskip
+
+  Beispiel: Programmiersprache PHP
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Integration in HTML-Quelltext: \lstinline{<?php ... ?>}
+    \item
+      Objekt zur Kommunikation mit Datenbanken: \lstinline{PDO}
+  \end{itemize}
+
+  \bigskip
+
+  Literatur:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \url{https://www.postgresqltutorial.com/postgresql-php/connect/}
+    \item
+      \url{https://www.phptutorial.net/php-pdo/pdo-connecting-to-postgresql/}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{SQL Injection}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  Problem:
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Ein böswilliger Benutzer gibt über eine Benutzerschnittstelle
+      (z.\,B.\ ein Web-Interface) Daten ein (z.\,B.\ einen "`Namen"'),
+      die Sonderzeichen enthalten, damit sie als SQL-Befehle ausgeführt werden.
+    \item
+      Literatur: \url{https://xkcd.com/327/}
+  \end{itemize}
+
+  \medskip
+
+  Lösung: Die Benutzerschnittstelle prüft die Daten auf Sonderzeichen\\
+  und ersetzt diese durch geeignete Escape-Sequenzen
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \lstinline[style=cmd]{'} durch \lstinline[style=cmd]{''} ersetzen
+    \item
+      Funktion \lstinline[style=cmd]{CHR()}
+    \item
+      Viele DBMS verstehen ein vorangestelltes \lstinline[style=cmd]{\}.
+  \end{itemize}
+
+  \medskip
+
+  Bessere Lösung: \newterm{Prepared Statements}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \url{https://www.postgresql.org/docs/current/sql-prepare.html}
+    \item
+      \url{https://www.w3schools.com/php/php_mysql_prepared_statements.asp}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Datensicherheit bei Datenbanken}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      kein direkter Zugriff von außen auf die Datenbank
+    \item
+      feingranulare Benutzerrechte
+    \item
+      Software aktuell halten
+    \item
+      Prepared Statements
+    \item
+      Transportverschlüsselung
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Sonstige Datenbanken}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Eingebettete Datenbanken:\\
+      Berkeley DB, SQLite\\
+      Software-Bibliothek, keine Client-Server-Struktur
+    \item
+      Nicht-relationale Datenbanken:\\
+      dokumentenorientierte Datenbanken, noSQL\\
+      Performanz wichtiger als Konsistenz\\
+      \textarrow\ Applikationen stärker in Konsistenzprüfung eingebunden
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\section{Kryptographie}
+\subsection{Einführung}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+  \showsubsection
+
+  \textbf{Was ist Datensicherheit?}
+
+  \smallskip
+
+  \begin{minipage}[t]{0.24\textwidth}
+    \begin{itemize}
+      \item[] \strut
+      \item Vertraulichkeit
+      \item Integrität\\\strut
+      \item Verfügbarkeit
+    \end{itemize}
+  \end{minipage}%
+  \begin{minipage}[t]{0.25\textwidth}
+    \begin{itemize}
+      \item[] (CIA)
+      \item[] (confidentiality)
+      \item[] (integrity)\\\strut
+      \item[] (availability)
+    \end{itemize}
+  \end{minipage}\quad
+  \begin{minipage}[t]{0.45\textwidth}
+    \begin{itemize}
+      \item[] \strut
+      \arrowitem {\only<2->{\color{red}}Verschlüsselung}
+      \arrowitem Konsistenzprüfungen,\\
+                 Prüfwerte, {\only<2->{\color{red}}Signaturen}
+      \arrowitem Backups, Ausfallsicherheit
+    \end{itemize}
+  \end{minipage}
+
+  \bigskip
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Identifizierbarkeit
+      (Authentizität, Nichtabstreitbarkeit, Zurechenbarkeit)\\
+      \textarrow\ {\only<2->{\color{red}}Passwörter},
+                  {\only<2->{\color{red}}Signaturen}\\[\smallskipamount]
+      bzw.
+    \item
+      Anonymität
+      (plausible Abstreitbarkeit, Nichtzurechenbarkeit)\\
+      \textarrow\ Pseudonymisierung, Anonymisierung,\\
+      \phantom{\textarrow\ }{\only<2->{\color{red}}Verschlüsselung}, Steganographie
+      \pause\hfill\textcolor{red}{\textarrow\ Kryptographie}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Symmetrische Verschlüsselung}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsection
+
+  \textbf{Kryptographie}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Verschlüsselung: symmetrisch, asymmetrisch, hybrid
+    \item
+      Hashes: Einwegfunktionen, Salt
+    \item
+      Signaturen, Zertifikate
+    \item
+      Schlüsselaustausch
+  \end{itemize}
+
+  \bigskip
+
+  \showsubsection
+
+  \vspace{-\medskipamount}
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Derselbe Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln
+    \item
+      Beispiele:
+      {\only<6->{\color{red}}Cäsar-Chiffre},
+      {\only<6->{\color{red}}Monoalphabetische Substitution}\pause,\\
+      One Time Pad\visible<4->{,}\\
+      \visible<4->{%
+        \only<5->{\emph{spezielle }}Pseudozufallszahlengenerator\only<5->{en},
+        Startwert als Schlüssel\only<5->{:}\\
+        \visible<5->{
+          {\only<6->{\color{red}}Enigma},
+          {\only<6->{\color{red}}DES},
+          {\only<6->{\color{orange}}3DES},
+          {\only<6->{\color{orange}}RC4},
+          IDEA,
+          Blowfish,
+          TwoFish,
+          CAST,
+          AES,
+          \dots
+        }
+      }
+    \pause
+    \item
+      Problem: Schlüsselaustausch
+    \pause[7]
+    \item
+      Lösung: \newterm{asymmetrische Verschlüsselung}
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Asymmetrische Verschlüsselung}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  \vspace{-\medskipamount}
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      verschiedene Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln:\\
+      öffentlicher und privater Schlüssel
+    \item
+      Prinzip: mathematische Operation,\\
+      einfach durchzuführen, schwer rückgängig zu machen
+    \medskip
+    \item
+      Beispiel: $N = p \cdot q$ -- einfacher als Primfaktorzerlegung von $N$
+      \textarrow\ RSA\\[\smallskipamount]
+      $73 \cdot 97 = 7081$: geht notfalls noch im Kopf\\
+      Primfaktorzerlegung von $7081$: mindestens schriftlich, besser mit Rechner
+    \medskip
+    \item
+      Beispiel: $c = b^a$ -- einfacher als $a = \log_b c$
+      \textarrow\ Diffie-Hellman, ElGamal\\[\smallskipamount]
+      $7^5 = 16807$: geht notfalls noch im Kopf\\
+      $\log_7 16807$: mindestens schriftlich, besser mit Rechner
+    \medskip
+    \arrowitem
+      Details: Algorithmen und Datenstrukturen
+    \pause
+    \bigskip
+    \item
+      Nachteil: wesentlich aufwendiger und daher langsamer\\
+      als symmetrische Verschlüsselung
+    \arrowitem
+      \newterm{hybride Verschlüsselung}: nur Schlüsselaustausch asymmetrisch,\\
+      eigentliche Vrschlüsselung symmetrisch
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Signaturen}
+
+\begin{frame}
+
+  \showsubsection
+
+  \vspace{-\medskipamount}
+
+  \begin{itemize}
+    \item
+      \newterm{kryptographische Hash-Funktion\/}:
+      leicht auszurechnen, schwer zu manipulieren
+    \item
+      asymmetrisch: \newterm{Signatur}\\
+      Hash-Wert mit privatem Schlüssel verschlüsseln,\\
+      mit öffentlichem Schlüssel entschlüsseln
+    \item
+      symmetrisch: \newterm{Message Authentication Code\/} (MAC)\\
+      z.\,B.\ Hash-Wert über Nachricht + geheimer Schlüssel
+  \end{itemize}
+
+  \pause
+  \bigskip
+
+  Angriffsmöglichkeit: \newterm{Man-in-the-middle\/}-Angriff\\
+  Beim Schlüsselaustausch anderen Schlüssel unterschieben\\
+  \textarrow\ Sorgfalt beim Schlüsselaustausch
+
+  \pause
+  \bigskip
+
+  \textbf{Praxis-Beispiele}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      SSH
+    \item
+      HTTPS
+    \item
+      OpenPGP
+  \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\end{document}

20240111/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf

+../common/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
\ No newline at end of file

20240111/logo-hochschule-bochum.pdf

+../common/logo-hochschule-bochum.pdf
\ No newline at end of file

20240111/pgslides.sty

+../common/pgslides.sty
\ No newline at end of file