Microservice architecture is an emerging paradigm that has been unceasingly adopted by large organizations to develop flexible, agile, and distributed applications. This architecture involves breaking a large monolithic application into multiple services that can be deployed and scaled autonomously. Moreover, it helps to improve the resiliency and fault tolerance of a large-scale distributed application. However, this architecture is not without challenges. It increases the number of services communicating with each other, leading to an increased surface of attack. To overcome the security vulnerabilities, it is important that the communication between the services must be secured. Service Mesh is increasingly embraced to resolve the security challenges of microservices and facilitate secure and reliable communication. It is a dedicated infrastructure layer on top of microservices responsible for their networking logic. It uses sidecar proxies to ensure secure and encrypted communication between the services. This thesis studies different deployment models of service meshes, identifies the reasons for federating heterogeneous service meshes, investigates the existing problems faced during the federation process, and proposes a solution to achieve a secure federation between heterogeneous service meshes, i.e., Istio and Consul. The security of the proposed solution was evaluated against the basic security requirements, such as Authenticity, Confidentiality, and Integrity. The evaluation results proved the solution to be secure and feasible for implementation. / Microservice är ett framväxande paradigm som oavbrutet har anammats av stora organisationer för att utveckla flexibla, agila och distribuerade applikationer. denna arkitektur innebär att dela upp en stor monolitisk applikation i flera tjänster som kan distribueras och skalas autonomt. Dessutom hjälper det till att förbättra motståndskraften och feltolerans för en storskalig distribuerad applikation. Men denna arkitektur är inte utan utmaningar. Det ökar antalet tjänster som kommunicerar med varandra, vilket leder till en ökad attackyta. För att övervinna säkerhetsproblemet nerabiliteter är det viktigt att kommunikationen mellan tjänsterna måste säkra. Service Mesh anammas alltmer för att lösa säkerhetsutmaningarna med microservice och underlätta säker och pålitlig kommunikation. Det är en dedikerad infrastruktur lager ovanpå mikrotjänster som ansvarar för deras nätverkslogik. Den använder sidovagn fullmakter för att säkerställa säker och krypterad kommunikation mellan tjänsterna. Detta avhandlingen studerar olika utbyggnadsmodeller av servicenät, identifierar orsakerna för att förena heterogena servicenät, undersöker de befintliga problemen som står inför under förbundsprocessen, och föreslår en lösning för att uppnå en säker federation mellan heterogena tjänstemaskor, d. v. s. Istio och Consul. Säkerheten för prolösningen utvärderades mot de grundläggande säkerhetskraven, såsom Autentticitet, konfidentialitet och integritet. Utvärderingsresultaten visade att lösningen var säker och genomförbar för implementering.

Angesichts der zentralen Rolle der Root-Zertifizierungsstellen als Vertrauensanker der Web PKI und der in der Vergangenheit aufgetretenen Vorfälle mit unberechtigt oder inkorrekt ausgestellten Zertifikaten, ist die Transparenz und Verantwortlichkeit dieser Root CAs von großer Bedeutung. Seit der Einführung von Certificate Transparency Logs werden alle von Certificate Authorities ausgestellten Zertifikate in diese öffentlichen Logs eingetragen. Die Arbeit stellt die Problematik der eingeschränkten Zugänglichkeit dieser Daten für die Wissenschaft dar und entwickelt ein Werkzeug, dass eine unabhängige Aufzeichnung und Auswertung von Certificate Transparency Logs ermöglicht. Das entwickelte System nutzt eine containerbasierte Architektur und Elasticsearch zur effizienten Speicherung und Analyse der Daten. Es bewältigt ein hohes Datenaufkommen von durchschnittlich 25 Millionen Log-Einträgen pro Tag und ermöglicht eine anpassbare Datenverarbeitung und -auswertung. Die Vorverarbeitung und Indexierung sowie die Auswertung der Daten erfolgte mit Python, was eine flexible Anpassung des Systems an unterschiedliche Forschungsfragen erlaubt. Über einen Zeitraum von 42 Tagen wurden insgesamt 645 Millionen CT Log-Einträge aufgezeichnet und analysiert. Aus den Auswertungen geht hervor, wie verschiedene CAs und deren Root-Zertifikate genutzt werden und wie stark die unterschiedlichen CT Logs von CAs verwendet werden. Die Arbeit identifiziert jedoch auch Herausforderungen, wie den hohen Speicherbedarf und notwendige Optimierungen in der Datenindexierung.:1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Zielstellung 2 Grundlagen 2.1 X509-Zertifikate 2.1.1 Felder 2.1.2 Erweiterungen 2.2 Certificate Transparency 2.2.1 Certificate Transparency Log 2.2.2 Überprüfung durch User Agents 2.2.3 Überprüfung durch Monitors 2.2.4 Eintragung durch Certificate Authorities 3 Konzeptionierung 3.1 Abfrage der CT Logs 3.2 Verarbeitung der Zertifikate 3.3 Speicherung & Auswertung der Daten 3.4 Überwachung 3.5 Docker 4 Implementierung 4.1 Plattform 4.2 Überwachung 4.3 certstream-server 4.4 Verarbeitung 4.4.1 Pufferung (stream-to-queue-publisher) 4.4.2 Vorverarbeitung (cert-indexer) 4.5 Elasticsearch 4.5.1 Speicherverbrauch 4.5.2 Field Mappings 5 Auswertung 5.1 Logs & Log-Betreiber 5.2 Certificate Authorites 5.3 Zertifikats-Größe 5.4 Gültigkeitsdauer 6 Schluss 6.1 Fazit 6.2 Ausblick A Beispiel X509 Leaf-Zertifikat B Beispiel X509 Root-Zertifikat C Beispiele Elasticsearch Abfragen Literatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis / In view of the central role of the root certification authorities as trust anchors of the Web PKI and the incidents that have occurred in the past with unauthorised or incorrectly issued certificates, the transparency and accountability of these root CAs is of great importance. With the introduction of Certificate Transparency Logs, all certificates issued by Certificate Authorities are now entered in public logs. The work presents the problem of the limited accessibility of this data for science and develops a tool that enables an independent recording and evaluation of Certificate Transparency Logs. The developed system uses a container-based architecture and Elasticsearch to efficiently store and analyse the data. It can handle a high volume of data, averaging 25 million log entries per day, and enables customisable data processing and analysis. Python was used to pre-process, index and analyse the data, allowing the system to be flexibly adapted to different research questions. A total of 645 million CT log entries were recorded and analysed over a period of 42 days. The analyses show how different CAs and their root certificates are used and how much the different CT logs are used by CAs. However, the work also identifies challenges, such as the high memory requirements and necessary optimisations in data indexing.:1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Zielstellung 2 Grundlagen 2.1 X509-Zertifikate 2.1.1 Felder 2.1.2 Erweiterungen 2.2 Certificate Transparency 2.2.1 Certificate Transparency Log 2.2.2 Überprüfung durch User Agents 2.2.3 Überprüfung durch Monitors 2.2.4 Eintragung durch Certificate Authorities 3 Konzeptionierung 3.1 Abfrage der CT Logs 3.2 Verarbeitung der Zertifikate 3.3 Speicherung & Auswertung der Daten 3.4 Überwachung 3.5 Docker 4 Implementierung 4.1 Plattform 4.2 Überwachung 4.3 certstream-server 4.4 Verarbeitung 4.4.1 Pufferung (stream-to-queue-publisher) 4.4.2 Vorverarbeitung (cert-indexer) 4.5 Elasticsearch 4.5.1 Speicherverbrauch 4.5.2 Field Mappings 5 Auswertung 5.1 Logs & Log-Betreiber 5.2 Certificate Authorites 5.3 Zertifikats-Größe 5.4 Gültigkeitsdauer 6 Schluss 6.1 Fazit 6.2 Ausblick A Beispiel X509 Leaf-Zertifikat B Beispiel X509 Root-Zertifikat C Beispiele Elasticsearch Abfragen Literatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

L'application MédiclP est un logiciel de télémédecine permettant à des spécialistes de la santé d'entrer en communication lors de situations d'urgence. Ce prototype, développé depuis 2005, permet des communications audio ainsi que le transfert d'électrocardiogrammes en temps réel. Le scénario typique visé par ce projet était de permettre à une équipe ambulancière qui récupère un blessé sur la route, ou quelqu'un victime d'un malaise cardiaque, d'entrer en contact avec les hôpitaux les plus près afin de déterminer lequel est le plus apte à recevoir adéquatement ce patient. Cette approche permettrait d'améliorer la préparation, la qualité et la rapidité des opérations médicales à l'hôpital lorsque le patient se présente. Le présent projet, SécureMédic, se veut un moyen d'aborder le problème de la sécurité entourant ce prototype, étant donné son utilisation dans un contexte médical. Une analyse de MédicIP a permis d'identifier quatre failles de sécurité critiques reliées aux authentifications usagers, aux établissements des conférences, aux transferts des données audio ainsi qu'aux transferts des électrocardiogrammes. La contribution majeure de ce projet a été la création d'une infrastructure dédiée au processus d'authentification des usagers. Le système développé permet deux types d'authentification, fournissant ainsi un excellent niveau de robustesse. De plus, le serveur principal développé dans cette infrastructure intègre des mesures de protection permettant de minimiser les impacts de certains types d'attaque. Le projet SécureMédic a permis de démontrer la faisabilité de la sécurisation d'une application de télémédecine en utilisant les techniques de protection et les standards actuels de l'industrie. Les résultats de tests comparatifs ont cependant permis de constater que des impacts reliés à la performance ont été engendrés par l'ajout des mesures de sécurité, dus principalement aux ressources requises pour le chiffrement et le déchiffrement des données dans un environnement multimédia temps réel. Bien qu'il soit encore trop tôt pour envisager le déploiement du système actuel dans le milieu de la santé, les projets MédicIP et SécureMédic sont un pas dans la bonne direction. Le prototype actuel répond aux exigences techniques voulues, répond à un besoin bien réel et est parmi les premières solutions concrètes à démontrer la faisabilité d'un tel système. D'ici quelques années, l'apparition de solutions similaires est assurée.

International Telemetering Conference Proceedings / October 20-23, 2003 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada / While healthcare industry is striving to achieve e-health systems for improvements in healthcare quality, cost, and access, privacy and security about medical records should be considered carefully. This paper makes a deep study of Public Key Infrastructures (PKIs) and Privilege Management Infrastructures (PMIs) and how they can secure e-health systems. To access resources, e.g. patient records, both authentication and authorization are needed, so public key certificates and attribute certificates are both required to protect healthcare information. From a typical medical scenario, we see not only static but also dynamic permissions are required. Dynamic authorization maybe the most complex problem in e-health systems.

International Telemetering Conference Proceedings / October 22-25, 2001 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada / Today there are many security solutions available which can facilitate both protection and sharing of telemetry data. While the technologies behind these solutions are maturing [1] [2] [3], most products lack a consistent and coherent paradigm for enforcing who is able to access the secured data, what is done with it, and insuring it can be recovered if the person who secured it is disabled.

Cryptographic credential systems provide some possible solutions to the problem of privacy leakage of users in the ``virtual'' world. This thesis presents a privacy-preserving method which can enable the cryptographic credentials to have the capability of anonymous multi-show. Our approach builds on the work of Brands from the year 2000 which proposed a Digital Credential system that can protect users' privacy. This system is efficient but not perfect, since the Digital Credentials in that system can only be shown once to avoid linkability. We propose the use of a malleable signature technique to transform Brands' Digital Credentials from single-show to multi-show capability. In this thesis, we describe our modified issuing and showing protocols and discuss the security properties of our proposed scheme. We have a basic implementation (proof of concept) to support our concept and analysis of timing results is also provided. In the end, we point out a number of future directions which can be used to complement or improve this approach.

Actuellement, de plus en plus d'ordinateurs sont interconnectés à l'Internet ou à des réseaux locaux. Il est donc indispensable de partager et de protéger l'information de façon performante. Pour accélérer et favoriser le développement de nouvelles applications et services autour des transactions électroniques, la sécurité devient une priorité. L'infrastructure de gestion de clés (IGC) est une réponse conçue pour assurer la sécurité des transactions électroniques et permettre l'échange de renseignements sensibles entre des parties qui n'ont pas établi au préalable de liens. La signature électronique est un service de base des IGC qui permet l'authentification, la confidentialité, l'intégrité et la non-répudiation de la transaction électronique. Elle devient une composante fondamentale des transactions sécurisées. Elle pourra bientôt se substituer légalement à la signature écrite. Dans ce contexte, notre objectif est de contribuer au développement et à la création de nouveaux e-services nécessaires à la croissance des transactions électroniques: la certification de rôles associés à la signature (pour connaître les privilèges du signataire aux moyens de la définition d'un rôle), l'habilitation et la délégation de signature (pour que quelqu'un puisse donner l'autorisation à quelqu'un d'autre d'exercer un pouvoir à sa place et donner l'autorisation de transférer ce pouvoir à un tiers), la signature électronique contrôlée (pour indiquer qui peut signer un document et contrôler la séquence et les priorités des signatures) et enfin les métadonnées de droits d'accès (pour définir les droits d'accès à un document indépendamment du système d'exploitation utilisé). Une infrastructure de confiance est nécessaire pour prendre en compte ces e-services. Nous proposons l'infrastructure ICARE-S2 (Infrastructure de Confiance sur des Architectures de RésEaux pour les Services de Signature évoluée ) basée sur les principes associés à l'infrastructure de gestion de privilèges et l'infrastructure de gestion de clés, un certificat d'attribut encodé en XML supporté par cette architecture, ainsi que la spécification de ces différents e-services utilisant ce type de certificat. Concrètement, l'infrastructure ICARE-S2 propose un système couvrant les principales fonctions de sécurité nécessaires à un processus transactionnel. De l'authentification et la gestion des droits des utilisateurs et des composants, en passant par le chiffrement des informations, et la gestion de l'intégrité des messages par le biais de certificats électroniques. Une partie de ces travaux a été financée par le projet RNRT ICARE.

<p>In this report hardware based alternatives to password authentication in a Windows domain are evaluated for the needs of a certain company. In order to investigate the demands on such alternatives interviews with people concerned have been carried out. The demands which resulted from the interviews have been used to select types of hardware tokens for evaluation. Two products which offer authentication with smart cards and USB tokens have been selected and closer evaluated. These are RSA Passage which offers both hardware options and Rainbow iKey which uses USB tokens. Both products are evaluated based on the demands and additional evaluation criteria. The information from the evaluations is used to compare the products.</p>

Este trabajo presenta tanto el estado del arte como un análisis de los principales sistemas de revocación de certificados digitales. El hecho de comprender bien el mecanismo de revocación de un certificado es importante tanto para los proveedores de servicios PKI como para los usuarios finales de la PKI: una mejor comprensión de las complejidades del sistema de revocación permite a estas entidades mejorar su proceso de decisión a la hora de aceptar o rechazar un certificado teniendo en cuenta la gran cantidad de variables inherentes en los sistemas de revocación. La revocación de certificados se presenta como uno de los problemas más complejos a resolver en toda la PKI. Por tanto este aspecto se está convirtiendo en un punto crucial para el amplio desarrollo de las PKIs. Hay estudios que incluso argumentan que los costes de la PKI derivan en gran medida de la administración de la revocación.Esto nos ha motivado para desarrollar nuevas propuestas. En este sentido, hemos desarrollado tres propuestas: H-OCSP (propuesta de mejora basada en el estándar OCSP), AD-MHT (propuesta basada en los árboles de hash de Merkle) y E-MHT (propuesta que aglutina varios mecanismos que permiten mejorar la eficiencia de los sistemas tradicionales basados en el árbol de hash de Merkle). Las propuestas que se plantean en esta tesis no son solo un conjunto de mecanismos teóricos sino que son también sistemas prácticos que han sido implementados como parte de una plataforma de pruebas llamada Cervantes. El diseño de Cervantes permite además encajar cualquier otro tipo de sistema de revocación sin cambios significativos en la estructura o el código fuente de la plataforma. En particular, en esta tesis se detalla como se han implementado los dos grandes estándares de revocación: CRL y OCSP y como se han implementado las propuestas realizadas. Finalmente utilizando Cervantes se pueden observar resultados de rendimiento para todos los sistemas estudiados y en particular nuestras propuestas han demostrado finalmente ser más escalables y eficientes en tratamiento de la información de revocación que las propuestas anteriores. / Certificates are necessary but not sufficient to secure transactions between parties. The Public Key Infrastructure (PKI) has to provide its users the ability to check, at the time of usage, that certificates are still valid (not revoked). So understanding revocation is an important concern to both PKI service providers and end users. By a better understanding of the complexities of certificate revocation, certificate-using entities can improve their decision-making process in order to accept or reject a certain certificate. In this sense, this thesis presents a comprehensive survey and analysis of the main existing revocation schemes. Furthermore, the certificate revocation represents one of the hardest scalability problems of the whole PKI; so this aspect is getting more and more crucial with the development of wide spread PKIs. There are studies that even argue that the running expenses of a PKI derives mainly from administering revocation. This motivate us to propose scalable, timely, secure, and cost-effective systems to manage the revocation information. In this respect, we have three new proposals: H-OCSP (which is a modification over the standard OCSP), AD-MHT (which is based on the Merkle Hash Tree) and E-MHT (which agglutinates several mechanisms that enhance the efficiency of traditional MHT-based systems). Our proposals are not only a set of theoretical mechanisms but they are also practical systems that have been implemented inside a Java test-bed called Cervantes (Certificate Validation Test-bed). The design of Cervantes allows it to fit any kind of revocation system without significative changes in the structure or the source code of the platform. Finally using Cervantes we are able to obtain performance results about each system developed.

Technology progress in both user devices and networks allows communications anytime and anywhere. New communication environments offer a wide range of possibilities to users, but also generate new threats. For this reason, it is necessary to establish measures to find out who is establishing a communication and what actions is authorized to do. Currently proposed solutions in the literature are not completely adapted to the new features such as user mobility, network disconnections and constraints of devices and networks. Many of the existing proposals have focused in providing specific solutions to particular scenarios, but they do not consider a global heterogeneous scenario. Therefore, it is necessary to design security mechanisms able to adapt themselves to new scenarios. In this sense, digital certificates are a standardized and widely used solution. Digital certificates enable performing user authentication and authorization in a distributed way. The problem is that ubiquitous environments complicate the process of digital certificates validation. This complexity could result in a service being not accessible. The goal of this thesis is to contribute in making ubiquitous scenarios more secure. More specifically, the work proposes solutions for reducing the credential validation cost and for improving the availability of authentication and authorization services. In first place, we propose a solution for credential validation that works properly in environments with connection to on-line servers and also in environments where the connection to servers is sometimes not possible. In second place, we propose a cascade revocation system where the delegation is partially centralized. Delegation provides high flexibility to authorization systems, but adds complexity to the system. Our proposal reduces the burden on the verifier-side. In third place, we propose a revocation system for delegation chains based on prefix codes. This proposal deals with the problem of centralization of the previous proposal. In particular, the decentralized solution presented keeps the load reduction achieved in the partially centralized proposal, and also enables dynamic delegation and distribution of revocation data. While the user is connected, revocation data distribution can be done with a certificate revocation list. However, in scenarios where the connection can be lost temporally, this might not be possible. To address this issue, we have proposed a system in which users can perform the functions of revocation servers without being trusted entities. This will allow increasing the availability of validation service, and reduce resource consumption. Each proposal has been analyzed and compared with existing solutions to verify the improvements achieved. / El avance tecnológico tanto de los dispositivos de usuario como de las redes permite que se puedan establecer comunicaciones en cualquier momento y en cualquier lugar. Si bien estos entornos ofrecen un gran abanico de posibilidades a los usuarios, también es cierto que generan nuevas amenazas. Por este motivo, son necesarias medidas que permitan saber con quién se está estableciendo la comunicación y qué acciones se pueden autorizar. Las soluciones propuestas en la literatura no se adaptan completamente a las nuevas características de movilidad, desconexión y limitaciones tanto de los dispositivos como de las redes. De hecho, muchas de las propuestas existentes se han centrado en ofrecer soluciones concretas a escenarios particulares, sin tener en cuenta que el usuario puede entrar a formar parte de entornos heterogéneos. Por lo tanto, se hace necesario diseñar mecanismos de seguridad que conviviendo con los estándares vigentes, se adapten a los nuevos escenarios. En este sentido, los certificados digitales son una solución estandarizada y ampliamente extendida. Los certificados digitales permiten llevar a cabo tanto la autenticación como la autorización de un usuario de forma distribuida. Sin embargo, las características de los entornos ubicuos complican el proceso de validación de certificados. Esta complejidad podría llevar a que no se puediera acceder a los servicios. El objetivo de esta tesis es contribuir a aumentar la seguridad en entornos ubicuos. Más concretamente, se proporcionan soluciones para reducir la carga en la validación de credenciales y aumentar la disponibilidad de los servicios de autenticación y autorización. En primer lugar se propone un sistema de verificación de credenciales que se adapta para funcionar tanto en entornos con conexión a servidores on-line, como en sistemas off-line. Por otra parte, el proceso de delegación en sistemas de autorización, aporta una gran flexibilidad a estos entornos, pero a su vez añade complejidad al sistema. Para reducir esta carga sobre el verificador se propone un sistema de revocación en cascada con delegación centralizada. Sin embargo, esta centralización del servicio limita la escalabilidad y flexibilidad de la solución. Para dar solución a ese inconveniente, se ha propuesto un sistema de revocación en cadenas de delegación basado en códigos prefijo. Esta solución permite mantener la reducción de la carga en la validación lograda en la propuesta centralizada, y además, hace posible la delegación dinámica y la distribución de la información de revocación. Esta distribución puede realizarse a través de listas de revocación de credenciales. En redes con desconexión temporal esta información podría no estar accesible. Para solventarlo, se ha propuesto un sistema en el que los usuarios pueden realizar las funciones de servidores de revocación sin ser entidades de confianza. De esta forma se permite aumentar la disponibilidad del servicio de validación, y reducir el consumo de los recursos. Cada una de las propuestas realizadas se ha analizado para verificar las mejoras proporcionadas frente a las soluciones existentes. Para ello, se han evaluado de forma analítica, por simulación y/o implementación en función de cada caso. Los resultados del análisis verifican el funcionamiento esperado y muestran las mejoras de las propuestas frente a las soluciones existentes.