MTLS (Mutual TLS)

  • Fabian Sinner
  • März 22, 2024

Inhaltsverzeichnis

    MTLS (Mutual TLS)

    Mutual TLS (mTLS) ist eine Erweiterung des TLS-Protokolls, die eine gegenseitige Authentifizierung zwischen dem Client und dem Server ermöglicht. Während bei einer typischen TLS-Verbindung nur der Server seine Identität gegenüber dem Client durch Vorlegen eines Zertifikats bestätigt, erfordert mTLS, dass auch der Client seine Identität gegenüber dem Server nachweist, indem er ein Client-Zertifikat vorlegt.

    Was ist TLS?

    TLS (Transport Layer Security) ist ein Protokoll zur Verschlüsselung und sicheren Übertragung von Daten über das Internet. Es schützt die Kommunikation zwischen Webservern und -clients, indem es die Datenintegrität wahrt, die Authentizität der Kommunikationspartner sicherstellt und die übertragenen Daten vor Angriffen und Manipulationen schützt.

    Wie funktioniert mTLS?

    Mutual TLS (mTLS) baut auf dem standardmäßigen TLS-Protokoll auf, um eine gesicherte Kommunikation über das Internet zu ermöglichen. Im Gegensatz zu TLS, wo nur der Server seine Identität gegenüber dem Client beweist, erfordert mTLS, dass sowohl der Client als auch der Server ihre Identitäten gegenseitig bestätigen. Dies erfolgt durch den Austausch und die Überprüfung von digitalen Zertifikaten.

    • Verbindungsaufbau:

    Der Client beginnt den Prozess, indem er eine Verbindung zum Server anfordert und eine Liste unterstützter TLS-Versionen und Cipher Suites sendet.

    • Server-Zertifikat und Schlüsselaustausch:

    Der Server antwortet mit seinem digitalen Zertifikat, das seinen öffentlichen Schlüssel enthält. Das Zertifikat dient als Identitätsnachweis des Servers. Der Server kann auch Schlüsselaustauschinformationen senden, abhängig von der gewählten Cipher Suite.

    • Server-Authentifizierung durch den Client:

    Der Client überprüft das Server-Zertifikat, um sicherzustellen, dass es von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle (CA) ausgestellt wurde und dass der Server der legitime Inhaber des Zertifikats ist.

    • Client-Zertifikat-Anforderung:

    Der Server fordert als Teil des mTLS-Prozesses ein Zertifikat vom Client an, um auch dessen Identität zu verifizieren.

    • Client-Zertifikat und Schlüsselaustausch:

    Der Client sendet sein eigenes Zertifikat zum Server. Dies dient als Identitätsnachweis des Clients. Der Client sendet auch Schlüsselaustauschinformationen zum Server, basierend auf der vereinbarten Cipher Suite.

    • Client-Authentifizierung durch den Server:

    Der Server überprüft das Client-Zertifikat, um sicherzustellen, dass der Client der legitime Inhaber des Zertifikats ist.

    • Generierung des gemeinsamen geheimen Schlüssels:

    Beide Seiten nutzen die ausgetauschten Schlüsselinformationen, um einen gemeinsamen geheimen Schlüssel zu generieren. Dieser Schlüssel wird für die symmetrische Verschlüsselung der weiteren Kommunikation verwendet.

    • Fertigstellung des Handshakes:

    Beide Seiten senden sich gegenseitig eine Nachricht, um zu bestätigen, dass der Handshake-Prozess abgeschlossen ist und die sichere Kommunikation beginnen kann.

    • Gesicherte Kommunikation:

    Alle nachfolgenden Daten werden mit dem gemeinsamen geheimen Schlüssel verschlüsselt übertragen, wodurch eine sichere Kommunikation gewährleistet wird.

    mTLS stellt sicher, dass sowohl der Client als auch der Server vertrauenswürdig sind, bevor eine sichere Kommunikation etabliert wird. Dieser Prozess schützt vor verschiedenen Cyberangriffen, einschließlich Man-in-the-Middle-Angriffen, da Angreifer ohne gültige Zertifikate von beiden Parteien nicht in der Lage sind, sich als legitime Teilnehmer auszugeben.

    mTLS wird häufig in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt, wie z.B. in der Finanzbranche, im Gesundheitswesen und bei der Kommunikation zwischen Diensten in Mikroservices-Architekturen.

    Wovor kann mTLS schützen?

    Mutual TLS (mTLS) bietet im Vergleich zu herkömmlichem TLS, das hauptsächlich eine einseitige Authentifizierung vom Server zum Client vorsieht, einen erhöhten Schutz, indem es eine beidseitige Authentifizierung zwischen Client und Server erfordert.

    mTLS verhindert effektiv Man-in-the-Middle-Angriffe, bei denen ein Angreifer die Kommunikation zwischen zwei Parteien abfangen, lesen oder manipulieren könnte. Da sowohl Client als auch Server ihre Identität durch vertrauenswürdige Zertifikate nachweisen müssen, ist es für einen Angreifer erheblich schwieriger, sich als eine der legitimen Parteien auszugeben.

    Durch die Notwendigkeit, dass beide Seiten ein von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle ausgestelltes Zertifikat vorlegen, reduziert mTLS das Risiko von Identitätsdiebstahl und stellt sicher, dass die Kommunikation tatsächlich mit dem vorgesehenen Gegenüber erfolgt.

    mTLS hilft dabei, unautorisierte Zugriffe auf geschützte Ressourcen zu verhindern. Nur Clients, die ein gültiges Zertifikat vorlegen können, erhalten Zugriff. Dies ist besonders wichtig in Umgebungen, in denen sensible Daten übertragen werden oder die Integrität der Kommunikationspartner kritisch ist.

    Da die Kommunikation verschlüsselt ist, bietet mTLS Schutz vor Netzwerk-Sniffing, bei dem ein Angreifer versucht, Datenpakete abzufangen, um Informationen aus dem Netzwerkverkehr auszulesen. Selbst wenn es einem Angreifer gelingt, die Datenpakete abzufangen, bleibt der Inhalt ohne den entsprechenden Schlüssel unlesbar.

    mTLS verhindert auch das Session-Hijacking, bei dem ein Angreifer eine bestehende Kommunikationssitzung übernimmt, da der gegenseitige Authentifizierungsprozess sicherstellt, dass beide Seiten der Kommunikation legitim sind. Die kontinuierliche Überprüfung der Zertifikate während einer Sitzung erschwert es Angreifern, sich in eine bestehende Sitzung einzuklinken.

    Indem es eine verschlüsselte Verbindung bietet, hilft mTLS, die Privatsphäre und Vertraulichkeit der übertragenen Daten zu wahren, was besonders in Branchen wichtig ist, in denen Datenschutz von größter Bedeutung ist, wie im Gesundheitswesen und im Finanzsektor.

    Durch die Authentifizierung beider Seiten kann mTLS dazu beitragen, das Risiko von Phishing-Angriffen zu minimieren. Benutzer sind weniger anfällig für Täuschungen durch betrügerische Websites oder Dienste, da die Kommunikation nur mit authentifizierten Parteien erfolgt.

    Durch die Implementierung von mTLS können Organisationen eine robustere Sicherheitsinfrastruktur aufbauen, die einen umfassenden Schutz gegen eine Vielzahl von Cyberbedrohungen und Sicherheitsrisiken bietet.

    Wo wird mTLS verwendet?

    Mutual TLS (mTLS) findet in verschiedenen Umgebungen und Anwendungen Einsatz, insbesondere dort, wo ein hohes Maß an Sicherheit und Authentifizierung erforderlich ist. Hier sind einige typische Anwendungsfälle für mTLS:

    • Finanzsektor: Banken und andere Finanzinstitutionen nutzen mTLS zur Sicherung der Kommunikation zwischen verschiedenen internen Systemen sowie zwischen der Bank und ihren Kunden. Dies hilft, Transaktionen zu schützen und sensible Finanzdaten zu sichern.
    • Gesundheitswesen: Im Gesundheitssektor wird mTLS eingesetzt, um die Übertragung von Patientendaten zwischen medizinischen Einrichtungen zu schützen. Es hilft, die Einhaltung von Datenschutzstandards zu gewährleisten.
    • IoT (Internet of Things): Internet of Things-Geräte und -Dienste verwenden mTLS, um eine sichere Kommunikation zwischen Geräten und Management-Plattformen zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig, da viele IoT-Geräte sensible Daten erfassen und übertragen.
    • Mikroservices und Cloud-Native Anwendungen: In Architekturen, die auf Mikroservices oder Cloud-Native Technologien basieren, wird mTLS häufig verwendet, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Diensten innerhalb einer Anwendung zu sichern. Dies stellt sicher, dass nur authentifizierte Dienste miteinander kommunizieren können.
    • Unternehmensnetzwerke und VPNs: Unternehmen setzen mTLS ein, um den Zugriff auf interne Netzwerke und Ressourcen über VPNs (Virtual Private Networks) zu sichern. Dies hilft, den Zugang zu sensiblen Geschäftsdaten und Anwendungen auf autorisierte Benutzer zu beschränken.
    • API-Sicherheit: APIs (Application Programming Interfaces), die über das Internet zugänglich sind, nutzen mTLS zur Authentifizierung und Verschlüsselung der Kommunikation zwischen API-Client und -Server. Dies schützt vor unbefugtem Zugriff und Datenlecks.
    • Regierungs- und Verteidigungssektor: Aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen setzen Regierungsbehörden und Verteidigungsorganisationen mTLS ein, um die Kommunikation zwischen verschiedenen internen Systemen sowie mit Partnern und Lieferanten zu schützen.
    • E-Commerce: Online-Händler und Zahlungsgateways verwenden mTLS, um Transaktionen zu schützen und die Sicherheit der Kundendaten zu gewährleisten.

    Diese Beispiele zeigen, wie vielseitig mTLS eingesetzt werden kann, um in verschiedenen Branchen und Anwendungsfällen eine sichere Kommunikation zu gewährleisten. Die Fähigkeit von mTLS, eine gegenseitige Authentifizierung und Verschlüsselung zu bieten, macht es zu einer wertvollen Komponente in der Sicherheitsstrategie jeder Organisation, die sensible Daten überträgt oder schützt.

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