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Das Paper mit dem Titel “Conceptual Design and Implementation of FIDO2 Compatible Smart Card for Decentralized Financial Transaction System” befasst sich mit den Sicherheitsherausforderungen in der Fintech-Branche, insbesondere bei Peer-to-Peer-Transaktionen in Online-Banking-Systemen, die anfällig für digitale Angriffe sind.
Um diese Probleme zu lösen, schlagen die Autoren ein neuartiges und robustes Peer-to-Peer-Transaktionssystem namens PP2PP (Peer-to-Peer Payment) vor. Dieses System nutzt bewährte Cloud-Sicherheitspraktiken, Kryptographie und vertrauenswürdiges Computing, um gängige Schwachstellen zu mindern. Der Kern der Lösung ist die Implementierung einer FIDO2-kompatiblen Smartcard zur sicheren Authentifizierung von Benutzern mittels physischer Smartcards, wobei die Datensätze in der Cloud gespeichert werden.
Die Hauptbeiträge der Arbeit sind:
- Ein neuartiges und robustes Design für ein E‑Banking-System, das vollständige Sicherheit vor bösartigen Angriffen durch FIDO2 in Verbindung mit einer dezentralen Blockchain-Architektur gewährleistet.
- Sicherstellung, dass persönliche Daten nicht in die Hände von Angreifern gelangen, indem Anfragen bei jeder Transaktion als legitim verifiziert werden.
- Betonung der passwortlosen Authentifizierung und mehrstufigen nahtlosen Verifizierung für ein benutzerfreundliches und vollständig sicheres Bankensystem.
Das vorgeschlagene System integriert erweiterte Sicherheitsfunktionen, um die Geheimhaltung der Daten zu gewährleisten. Mit physischen FIDO2-Sicherheitsschlüsseln kann jeder Benutzer seinen eigenen Schlüssel oder seine eigene Smartcard besitzen, und ein Zurücksetzen bei Verlust ist einfacher. Die privaten Schlüssel verlassen das Gerät nie, was Schutz vor den meisten digitalen Angriffen bietet, einschließlich Phishing, Passwortdiebstahl, Cookie-Hijacking und Replay-Angriffen.
Das System wurde in einer Internet-der-Dinge-Umgebung implementiert und nutzt eine Cloud-Architektur auf Azure-VMs mit HTTPS, DDoS-Schutz, Firewall und sicheren Datenbankverbindungen. Leistungstests zeigen, dass PP2PP deutlich weniger Zeit für die Registrierung und Authentifizierung von Sicherheitsschlüsseln benötigt, was es effizient für reale Szenarien macht.
Zusammenfassend bietet die Arbeit eine nachhaltige, sichere und verteidigungsfähige Lösung für das Problem des Betrugs in der dezentralen Finanztechnologie, die die Vorschriften einhält und es Benutzern ermöglicht, Transaktionen sicher durchzuführen.
Die “nahtlose” Benutzererfahrung durch FIDO2-Authentifizierung:
Der Kern der Benutzerfreundlichkeit liegt in der passwortlosen Authentifizierung mittels der FIDO2-kompatiblen Smartcard. Aus Nutzersicht ist der Prozess extrem vereinfacht:
- Anstatt Passwörter, PINs oder komplexe biometrische Scans einzugeben, authentifiziert sich der Benutzer primär durch die physische Anwesenheit und Interaktion mit seiner Smartcard (z.B. einfaches Berühren oder Einstecken).
- Die kryptographischen Schlüssel, die für die Authentifizierung benötigt werden, verlassen niemals das physische Gerät des Benutzers (die Smartcard). Dies macht den Prozess für den Benutzer nicht nur schnell und einfach, sondern auch äußerst sicher gegen Phishing, Passwortdiebstahl und Replay-Angriffe, da keine Geheimnisse über das Netzwerk übertragen werden.
- Das System nutzt hierfür das Client to Authenticator Protocol (CTAP) und WebAuthn, um eine sichere Kommunikation zwischen dem Browser/Betriebssystem und der Smartcard herzustellen.
Die “mehrstufige” Sicherheit im Hintergrund: Während der Benutzer eine nahtlose Erfahrung hat, laufen im Hintergrund mehrere Sicherheitsebenen ab, die das System robust und widerstandsfähig gegen Angriffe machen:
FIDO2-Kryptographie auf Hardware-Ebene:
- Bei der Registrierung generiert die Smartcard ein RSA-Schlüsselpaar. Der private Schlüssel wird sicher auf der Smartcard selbst gespeichert und verlässt diese niemals. Der öffentliche Schlüssel wird auf dem Server (Relying Party) hinterlegt.
- Bei jeder Authentifizierung sendet der Server eine “Challenge” (eine zufällige Zeichenfolge) an den Benutzer. Die Smartcard signiert diese Challenge mit ihrem privaten Schlüssel.
- Die signierte Challenge wird an den Server zurückgesendet, der sie mit dem gespeicherten öffentlichen Schlüssel verifiziert. Da nur der private Schlüssel die Challenge korrekt signieren kann und dieser das Gerät nie verlässt, ist die Authentizität des Benutzers gewährleistet.
Robuste Cloud-Infrastruktur-Sicherheit: Das PP2PP-System ist auf einer Cloud-Infrastruktur aufgebaut (im Beispiel Azure VMs), die selbst mehrstufig gesichert ist:
- HTTPS: Alle Kommunikationen zwischen Client und Server sind durch HTTPS verschlüsselt, um Man-in-the-Middle-Angriffe zu verhindern.
- DDoS-Schutz: Das System verfügt über Schutzmechanismen gegen Distributed-Denial-of-Service-Angriffe, um die Verfügbarkeit zu gewährleisten.
- Firewall: Eine Firewall lässt nur verschlüsselten Datenverkehr auf bestimmten Ports zu und blockiert unerwünschte Zugriffe.
- Private Links: Die Verbindung zwischen dem Webserver und der Datenbank/Speicher erfolgt über private Links (ähnlich VPNs), um sicherzustellen, dass keine externen Parteien auf sensible Daten zugreifen können.
- Echtzeit-Malware-Scanning und erweiterter Bedrohungsschutz: Die virtuellen Maschinen werden kontinuierlich auf Bedrohungen überwacht.
Starke Identitätsverifizierung (Identity Assurance Level 2): Das System stellt sicher, dass der Benutzer, der versucht, auf das Konto zuzugreifen, tatsächlich die berechtigte Person ist, selbst wenn jemand versucht, sich als diese Person auszugeben.
Kontinuierliche Verifizierung während Transaktionen:
- Anfragen werden bei jeder Transaktion auf ihre Legitimität überprüft.
- Cookies, die Benutzerinformationen enthalten, werden mit der IP-Adresse des Clients verschlüsselt und bei jeder Operation verifiziert. Dies verhindert Cookie-Hijacking, da selbst bei Entwendung eines Cookies eine Manipulation oder Nutzung durch einen Angreifer unmöglich ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die “mehrstufige nahtlose Verifizierung” im PP2PP-System durch die Kombination einer benutzerfreundlichen, passwortlosen FIDO2-Authentifizierung auf Hardware-Basis mit einer tiefgreifenden, mehrschichtigen Sicherheitsarchitektur in der Cloud erreicht wird. Dies ermöglicht schnelle und einfache Transaktionen für den Benutzer, während im Hintergrund kontinuierlich und umfassend die Sicherheit gewährleistet wird.