Cloud-Sicherheit: Das Modell der geteilten Verantwortung verstehen

Cloud Computing hat die Arbeitsweise von Unternehmen revolutioniert und bietet Skalierbarkeit, Flexibilität und Kosteneffizienz. Dieser Paradigmenwechsel bringt jedoch auch einzigartige Sicherheitsherausforderungen mit sich. Ein grundlegendes Konzept zur Bewältigung dieser Herausforderungen ist das Modell der geteilten Verantwortung (Shared Responsibility Model). Dieses Modell klärt die Sicherheitsverantwortlichkeiten zwischen dem Cloud-Anbieter und dem Kunden und gewährleistet so eine sichere Cloud-Umgebung.

Was ist das Modell der geteilten Verantwortung?

Das Modell der geteilten Verantwortung definiert die unterschiedlichen Sicherheitspflichten des Cloud-Dienstanbieters (CSP) und des Kunden, der dessen Dienste nutzt. Es ist keine „Einheitslösung“; die Einzelheiten variieren je nach Art des eingesetzten Cloud-Dienstes: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) oder Software as a Service (SaaS).

Im Wesentlichen ist der CSP für die Sicherheit der Cloud verantwortlich, während der Kunde für die Sicherheit in der Cloud verantwortlich ist. Diese Unterscheidung ist für ein effektives Management der Cloud-Sicherheit von entscheidender Bedeutung.

Verantwortlichkeiten des Cloud-Dienstanbieters (CSP)

Der CSP ist für die Aufrechterhaltung der physischen Infrastruktur und der grundlegenden Sicherheit der Cloud-Umgebung verantwortlich. Dazu gehören:

• Physische Sicherheit: Absicherung von Rechenzentren, Hardware und Netzwerkinfrastruktur gegen physische Bedrohungen, einschließlich unbefugtem Zugriff, Naturkatastrophen und Stromausfällen. So unterhalten beispielsweise AWS, Azure und GCP hochsichere Rechenzentren mit mehreren Ebenen des physischen Schutzes.
• Infrastruktursicherheit: Schutz der zugrunde liegenden Infrastruktur, die die Cloud-Dienste unterstützt, einschließlich Server, Speicher und Netzwerkgeräte. Dies umfasst das Einspielen von Patches für Schwachstellen, die Implementierung von Firewalls und Intrusion-Detection-Systemen.
• Netzwerksicherheit: Gewährleistung der Sicherheit und Integrität des Cloud-Netzwerks. Dazu gehören der Schutz vor DDoS-Angriffen, die Netzwerksegmentierung und die Verschlüsselung des Datenverkehrs.
• Virtualisierungssicherheit: Absicherung der Virtualisierungsschicht, die es ermöglicht, mehrere virtuelle Maschinen auf einem einzigen physischen Server auszuführen. Dies ist entscheidend, um Cross-VM-Angriffe zu verhindern und die Isolation zwischen den Mandanten aufrechtzuerhalten.
• Compliance und Zertifizierungen: Einhaltung relevanter Branchenvorschriften und Sicherheitszertifizierungen (z. B. ISO 27001, SOC 2, PCI DSS). Dies gibt die Gewissheit, dass der CSP etablierte Sicherheitsstandards einhält.

Verantwortlichkeiten des Cloud-Kunden

Die Sicherheitsverantwortlichkeiten des Kunden hängen von der Art des genutzten Cloud-Dienstes ab. Wenn man von IaaS zu PaaS zu SaaS wechselt, übernimmt der Kunde weniger Verantwortung, da der CSP mehr von der zugrunde liegenden Infrastruktur verwaltet.

Infrastructure as a Service (IaaS)

Bei IaaS hat der Kunde die größte Kontrolle und damit die größte Verantwortung. Er ist verantwortlich für:

• Sicherheit des Betriebssystems: Patchen und Härten der Betriebssysteme, die auf ihren virtuellen Maschinen laufen. Das Versäumnis, Schwachstellen zu patchen, kann Systeme für Angriffe offen lassen.
• Anwendungssicherheit: Absicherung der Anwendungen, die sie in der Cloud bereitstellen. Dies umfasst die Implementierung sicherer Codierungspraktiken, die Durchführung von Schwachstellenbewertungen und den Einsatz von Web Application Firewalls (WAFs).
• Datensicherheit: Schutz der in der Cloud gespeicherten Daten. Dies umfasst die Verschlüsselung von Daten im Ruhezustand und während der Übertragung, die Implementierung von Zugriffskontrollen und die regelmäßige Sicherung von Daten. Zum Beispiel sind Kunden, die Datenbanken auf AWS EC2 bereitstellen, für die Konfiguration von Verschlüsselungs- und Zugriffsrichtlinien verantwortlich.
• Identitäts- und Zugriffsmanagement (IAM): Verwaltung von Benutzeridentitäten und Zugriffsberechtigungen auf Cloud-Ressourcen. Dies umfasst die Implementierung von Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA), die Verwendung von rollenbasierter Zugriffskontrolle (RBAC) und die Überwachung von Benutzeraktivitäten. IAM ist oft die erste Verteidigungslinie und entscheidend zur Verhinderung von unbefugtem Zugriff.
• Netzwerkkonfiguration: Konfiguration von Netzwerksicherheitsgruppen, Firewalls und Routing-Regeln zum Schutz ihrer virtuellen Netzwerke. Falsch konfigurierte Netzwerkregeln können Systeme dem Internet aussetzen.

Beispiel: Ein Unternehmen, das seine eigene E-Commerce-Website auf AWS EC2 hostet. Es ist für das Patchen des Webserver-Betriebssystems, die Sicherung des Anwendungscodes, die Verschlüsselung von Kundendaten und die Verwaltung des Benutzerzugriffs auf die AWS-Umgebung verantwortlich.

Platform as a Service (PaaS)

Bei PaaS verwaltet der CSP die zugrunde liegende Infrastruktur, einschließlich des Betriebssystems und der Laufzeitumgebung. Der Kunde ist hauptsächlich verantwortlich für:

• Anwendungssicherheit: Absicherung der Anwendungen, die sie auf der Plattform entwickeln und bereitstellen. Dies umfasst das Schreiben von sicherem Code, die Durchführung von Sicherheitstests und das Patchen von Schwachstellen in Anwendungsabhängigkeiten.
• Datensicherheit: Schutz der von ihren Anwendungen gespeicherten und verarbeiteten Daten. Dies umfasst die Verschlüsselung von Daten, die Implementierung von Zugriffskontrollen und die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen.
• Konfiguration von PaaS-Diensten: Sichere Konfiguration der genutzten PaaS-Dienste. Dies beinhaltet das Festlegen geeigneter Zugriffskontrollen und das Aktivieren von Sicherheitsfunktionen, die von der Plattform angeboten werden.
• Identitäts- und Zugriffsmanagement (IAM): Verwaltung von Benutzeridentitäten und Zugriffsberechtigungen auf die PaaS-Plattform und die Anwendungen.

Beispiel: Ein Unternehmen, das Azure App Service zum Hosten einer Webanwendung verwendet. Es ist für die Sicherung des Anwendungscodes, die Verschlüsselung sensibler Daten in der Anwendungsdatenbank und die Verwaltung des Benutzerzugriffs auf die Anwendung verantwortlich.

Software as a Service (SaaS)

Bei SaaS verwaltet der CSP fast alles, einschließlich der Anwendung, der Infrastruktur und der Datenspeicherung. Die Verantwortlichkeiten des Kunden beschränken sich in der Regel auf:

• Datensicherheit (innerhalb der Anwendung): Verwaltung von Daten innerhalb der SaaS-Anwendung gemäß den Richtlinien ihrer Organisation. Dies kann Datenklassifizierung, Aufbewahrungsrichtlinien und Zugriffskontrollen umfassen, die innerhalb der Anwendung angeboten werden.
• Benutzerverwaltung: Verwaltung von Benutzerkonten und Zugriffsberechtigungen innerhalb der SaaS-Anwendung. Dies umfasst die Bereitstellung und das Deprovisionieren von Benutzern, das Festlegen sicherer Passwörter und das Aktivieren der Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA).
• Konfiguration der SaaS-Anwendungseinstellungen: Konfiguration der Sicherheitseinstellungen der SaaS-Anwendung gemäß den Sicherheitsrichtlinien ihrer Organisation. Dies umfasst das Aktivieren von Sicherheitsfunktionen, die von der Anwendung angeboten werden, und das Konfigurieren von Datenfreigabeeinstellungen.
• Data Governance: Sicherstellung, dass ihre Nutzung der SaaS-Anwendung den relevanten Datenschutzbestimmungen und Industriestandards (z. B. DSGVO, HIPAA) entspricht.

Beispiel: Ein Unternehmen, das Salesforce als sein CRM verwendet. Es ist für die Verwaltung von Benutzerkonten, die Konfiguration von Zugriffsberechtigungen auf Kundendaten und die Sicherstellung, dass die Nutzung von Salesforce den Datenschutzbestimmungen entspricht, verantwortlich.

Visualisierung des Modells der geteilten Verantwortung

Das Modell der geteilten Verantwortung kann als Schichtenmodell visualisiert werden, bei dem sich der CSP und der Kunde die Verantwortung für verschiedene Schichten teilen. Hier ist eine gängige Darstellung:

IaaS:

• CSP: Physische Infrastruktur, Virtualisierung, Netzwerk, Speicher, Server
• Kunde: Betriebssystem, Anwendungen, Daten, Identitäts- und Zugriffsmanagement

PaaS:

• CSP: Physische Infrastruktur, Virtualisierung, Netzwerk, Speicher, Server, Betriebssystem, Laufzeitumgebung
• Kunde: Anwendungen, Daten, Identitäts- und Zugriffsmanagement

SaaS:

• CSP: Physische Infrastruktur, Virtualisierung, Netzwerk, Speicher, Server, Betriebssystem, Laufzeitumgebung, Anwendungen
• Kunde: Daten, Benutzerverwaltung, Konfiguration

Wichtige Überlegungen zur Implementierung des Modells der geteilten Verantwortung

Die erfolgreiche Implementierung des Modells der geteilten Verantwortung erfordert sorgfältige Planung und Ausführung. Hier sind einige wichtige Überlegungen:

• Verstehen Sie Ihre Verantwortlichkeiten: Überprüfen Sie sorgfältig die Dokumentation und die Servicevereinbarungen des CSP, um Ihre spezifischen Sicherheitsverantwortlichkeiten für den gewählten Cloud-Dienst zu verstehen. Viele Anbieter wie AWS, Azure und GCP stellen detaillierte Dokumentationen und Verantwortlichkeitsmatrizen zur Verfügung.
• Implementieren Sie starke Sicherheitskontrollen: Implementieren Sie geeignete Sicherheitskontrollen, um Ihre Daten und Anwendungen in der Cloud zu schützen. Dies umfasst die Implementierung von Verschlüsselung, Zugriffskontrollen, Schwachstellenmanagement und Sicherheitsüberwachung.
• Nutzen Sie die Sicherheitsdienste des CSP: Nutzen Sie die vom CSP angebotenen Sicherheitsdienste, um Ihre Sicherheitslage zu verbessern. Beispiele hierfür sind AWS Security Hub, Azure Security Center und Google Cloud Security Command Center.
• Automatisieren Sie die Sicherheit: Automatisieren Sie Sicherheitsaufgaben wann immer möglich, um die Effizienz zu verbessern und das Risiko menschlicher Fehler zu verringern. Dies kann die Verwendung von Infrastructure as Code (IaC)-Tools und Sicherheitsautomatisierungsplattformen umfassen.
• Überwachen und auditieren: Überwachen Sie kontinuierlich Ihre Cloud-Umgebung auf Sicherheitsbedrohungen und Schwachstellen. Überprüfen Sie regelmäßig Ihre Sicherheitskontrollen, um sicherzustellen, dass sie wirksam sind.
• Schulen Sie Ihr Team: Bieten Sie Ihrem Team Sicherheitsschulungen an, um sicherzustellen, dass sie ihre Verantwortlichkeiten und den sicheren Umgang mit Cloud-Diensten verstehen. Dies ist besonders wichtig für Entwickler, Systemadministratoren und Sicherheitsexperten.
• Bleiben Sie auf dem Laufenden: Cloud-Sicherheit ist ein sich ständig weiterentwickelndes Feld. Bleiben Sie über die neuesten Sicherheitsbedrohungen und Best Practices auf dem Laufenden und passen Sie Ihre Sicherheitsstrategie entsprechend an.

Globale Anwendungsbeispiele für das Modell der geteilten Verantwortung

Das Modell der geteilten Verantwortung gilt weltweit, aber seine Umsetzung kann je nach regionalen Vorschriften und branchenspezifischen Anforderungen variieren. Hier sind einige Beispiele:

• Europa (DSGVO): In Europa tätige Organisationen müssen die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) einhalten. Das bedeutet, dass sie für den Schutz der personenbezogenen Daten von EU-Bürgern, die in der Cloud gespeichert sind, verantwortlich sind, unabhängig davon, wo sich der Cloud-Anbieter befindet. Sie müssen sicherstellen, dass der CSP ausreichende Sicherheitsmaßnahmen zur Einhaltung der DSGVO-Anforderungen bietet.
• USA (HIPAA): Gesundheitsorganisationen in den USA müssen den Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) einhalten. Das bedeutet, dass sie für den Schutz der Privatsphäre und Sicherheit von geschützten Gesundheitsinformationen (PHI), die in der Cloud gespeichert sind, verantwortlich sind. Sie müssen eine Auftragsdatenverarbeitungs-Vereinbarung (Business Associate Agreement, BAA) mit dem CSP abschließen, um sicherzustellen, dass der CSP die HIPAA-Anforderungen erfüllt.
• Finanzdienstleistungsbranche (Verschiedene Vorschriften): Finanzinstitute auf der ganzen Welt unterliegen strengen Vorschriften bezüglich Datensicherheit und Compliance. Sie müssen die von CSPs angebotenen Sicherheitskontrollen sorgfältig bewerten und zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen implementieren, um die regulatorischen Anforderungen zu erfüllen. Beispiele hierfür sind PCI DSS für den Umgang mit Kreditkartendaten und verschiedene nationale Bankenvorschriften.

Herausforderungen des Modells der geteilten Verantwortung

Trotz seiner Bedeutung kann das Modell der geteilten Verantwortung mehrere Herausforderungen mit sich bringen:

• Komplexität: Das Verständnis der Aufteilung der Verantwortlichkeiten zwischen dem CSP und dem Kunden kann komplex sein, insbesondere für Organisationen, die neu im Cloud Computing sind.
• Mangelnde Klarheit: Die Dokumentation des CSP ist möglicherweise nicht immer klar über die spezifischen Sicherheitsverantwortlichkeiten des Kunden.
• Fehlkonfiguration: Kunden können ihre Cloud-Ressourcen falsch konfigurieren, wodurch sie anfällig für Angriffe werden.
• Qualifikationslücke: Organisationen mangelt es möglicherweise an den Fähigkeiten und dem Fachwissen, um ihre Cloud-Umgebung effektiv zu sichern.
• Sichtbarkeit: Die Aufrechterhaltung der Sichtbarkeit in die Sicherheitslage der Cloud-Umgebung kann eine Herausforderung sein, insbesondere in Multi-Cloud-Umgebungen.

Best Practices für Cloud-Sicherheit im Modell der geteilten Verantwortung

Um diese Herausforderungen zu meistern und eine sichere Cloud-Umgebung zu gewährleisten, sollten Organisationen die folgenden Best Practices anwenden:

• Ein Zero-Trust-Sicherheitsmodell einführen: Implementieren Sie ein Zero-Trust-Sicherheitsmodell, das davon ausgeht, dass keinem Benutzer oder Gerät standardmäßig vertraut wird, unabhängig davon, ob es sich innerhalb oder außerhalb des Netzwerkperimeters befindet.
• Zugriff nach dem Geringste-Rechte-Prinzip implementieren: Gewähren Sie Benutzern nur die minimale Zugriffsebene, die sie zur Ausführung ihrer Aufgaben benötigen.
• Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA) verwenden: Aktivieren Sie MFA für alle Benutzerkonten, um sich vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
• Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung verschlüsseln: Verschlüsseln Sie sensible Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung, um sie vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
• Sicherheitsüberwachung und -protokollierung implementieren: Implementieren Sie eine robuste Sicherheitsüberwachung und -protokollierung, um Sicherheitsvorfälle zu erkennen und darauf zu reagieren.
• Regelmäßige Schwachstellenbewertungen und Penetrationstests durchführen: Bewerten Sie Ihre Cloud-Umgebung regelmäßig auf Schwachstellen und führen Sie Penetrationstests durch, um Schwachstellen zu identifizieren.
• Sicherheitsaufgaben automatisieren: Automatisieren Sie Sicherheitsaufgaben wie Patching, Konfigurationsmanagement und Sicherheitsüberwachung, um die Effizienz zu verbessern und das Risiko menschlicher Fehler zu verringern.
• Einen Incident-Response-Plan für die Cloud-Sicherheit entwickeln: Entwickeln Sie einen Plan für die Reaktion auf Sicherheitsvorfälle in der Cloud.
• Einen CSP mit starken Sicherheitspraktiken wählen: Wählen Sie einen CSP mit einer nachgewiesenen Erfolgsbilanz in Bezug auf Sicherheit und Compliance. Achten Sie auf Zertifizierungen wie ISO 27001 und SOC 2.

Die Zukunft des Modells der geteilten Verantwortung

Das Modell der geteilten Verantwortung wird sich wahrscheinlich weiterentwickeln, da das Cloud Computing weiter reift. Wir können erwarten, dass wir Folgendes sehen werden:

• Zunehmende Automatisierung: CSPs werden weiterhin mehr Sicherheitsaufgaben automatisieren, was es den Kunden erleichtert, ihre Cloud-Umgebungen zu sichern.
• Anspruchsvollere Sicherheitsdienste: CSPs werden anspruchsvollere Sicherheitsdienste anbieten, wie z. B. KI-gestützte Bedrohungserkennung und automatisierte Reaktion auf Vorfälle.
• Stärkerer Fokus auf Compliance: Die regulatorischen Anforderungen an die Cloud-Sicherheit werden strenger werden, was von Organisationen verlangt, die Einhaltung von Branchenstandards und -vorschriften nachzuweisen.
• Shared-Fate-Modell: Eine mögliche Weiterentwicklung über das Modell der geteilten Verantwortung hinaus ist das „Shared-Fate-Modell“ (Modell des gemeinsamen Schicksals), bei dem Anbieter und Kunden noch enger zusammenarbeiten und aufeinander abgestimmte Anreize für Sicherheitsergebnisse haben.

Fazit

Das Modell der geteilten Verantwortung ist ein kritisches Konzept für jeden, der Cloud Computing nutzt. Durch das Verständnis der Verantwortlichkeiten sowohl des CSP als auch des Kunden können Organisationen eine sichere Cloud-Umgebung gewährleisten und ihre Daten vor unbefugtem Zugriff schützen. Denken Sie daran, dass Cloud-Sicherheit ein gemeinsames Unterfangen ist, das ständige Wachsamkeit und Zusammenarbeit erfordert.

Indem Sie die oben genannten Best Practices gewissenhaft befolgen, kann Ihre Organisation die Komplexität der Cloud-Sicherheit souverän meistern und das volle Potenzial des Cloud Computing ausschöpfen, während sie gleichzeitig eine robuste Sicherheitslage auf globaler Ebene aufrechterhält.