Network Time Security: Sichere Uhrzeit übers Netz

Fast alle modernen Geräte synchronisieren ihre Uhrzeit übers Internet. Das dafür genutzte Network Time Protocol ist nicht gegen Manipulationen geschützt - bisher. Mit der Erweiterung Network Time Security soll sich das ändern.

Artikel veröffentlicht am 2. Juli 2019, 7:00 Uhr, Hanno Böck

Dass mit dem Internet verbundene Geräte eine Uhrzeit haben, ist fast selbstverständlich, aber stimmt diese auch? (Bild: Pavel Sevela/Wikimedia Commons/CC-BY-SA 4.0)

Es ist eine Funktion so selbstverständlich, dass man selten über sie nachdenkt: Praktisch alle modernen technischen Geräte können auch als Uhr fungieren und haben somit eine interne Datums- und Zeitfunktion. Manuell stellen muss man die Uhr in aller Regel nicht, denn die Geräte holen sich die Zeit übers Internet.

Doch das dafür eingesetzte Network Time Protocol (NTP) nutzt normalerweise keinerlei Authentifizierung, somit kann ein Angreifer im Netzwerk die Uhrzeit problemlos fälschen. Das soll sich mit der Erweiterung Network Time Security (NTS) ändern, die kurz vor ihrer Fertigstellung steht.

Eine korrekte Uhrzeit ist in vielen Fällen die Voraussetzung für die korrekte Arbeitsweise von Sicherheitsfunktionen. Beispielsweise haben Zertifikate für TLS-Verbindungen ein Ablaufdatum, was auch dafür sorgt, dass im Fall eines gestohlenen privaten Schlüssels dieser nicht bis in alle Ewigkeiten für Angriffe genutzt werden kann. Doch das setzt voraus, dass das aktuelle Systemdatum korrekt ist.

Angreifer können Client in die Zukunft schicken

Auch gibt es verschiedene Sicherheitsfunktionen, die für einen definierten Zeitraum gültig sind. Ein Beispiel dafür ist HTTP Strict Transport Security (HSTS). Mit diesem HTTP-Header können Webseiten einem Browser signalisieren, dass sie nur über sichere HTTPS-Verbindungen erreichbar sind, HTTP-Verbindungen werden bei HSTS unterbunden. Mit dem HSTS-Header wird ein Wert "max-age" mitgeschickt, der dem Browser sagt, wie lange dieser gültig sein soll.

Wenn ein Angreifer in der Lage ist, mittels NTP die Uhrzeit zu manipulieren, kann man den Client einfach weit genug in die virtuelle Zukunft schicken, so dass die entsprechende HSTS-Regel nicht mehr gültig ist.

Verschiedene Workarounds versuchten in der Vergangenheit, dieses Problem anzugehen. Ein Tool namens tlsdate nutzt den im TLS-Handshake vorhandenen Timestamp. Allerdings wurde der Timestamp in TLS 1.3 entfernt, das Tool wird nicht mehr weiterentwickelt und funktioniert nicht mit aktuellen OpenSSL-Versionen.

In OpenNTPD wurde eine Option eingeführt, mit der der Timestamp von HTTPS und NTP kombiniert werden. Das funktioniert aber nur, wenn LibreSSL verwendet wird, somit ist diese Funktion auf den meisten Systemen nicht nutzbar. Von Google gibt es eine Alternative zu NTP, das Roughtime-Protokoll. Es wird allerdings wenig verwendet.