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Aufbau von Web-Applikationen

Web-Applikationen (Online-Applikationen) ermöglichen die Zusammenarbeit zwischen Nutzern und Dienstanbietern über das Internet. Typischer Aufbau:
  • Zugriff über HTTP/HTTPS
  • Bereitstellung über Webserver (z. B. Apache HTTP Server oder Microsoft IIS)
  • Entwicklung mit Technologien wie:
    • .NET
    • PHP
    • JSP
    • Python
  • Speicherung der Daten in SQL-Datenbanken
Der Zugriff erfolgt über eine URL (Uniform Resource Locator).

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Funktionale Infrastruktur

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Clientseitige Infrastruktur (Browser)

Die clientseitige Infrastruktur läuft auf dem Gerät des Benutzers. Der Webbrowser übernimmt:
  • Darstellung von HTML, CSS und JavaScript
  • Verarbeitung von Benutzereingaben
  • Kommunikation mit dem Server über HTTP/HTTPS
Forward Proxy (im Unternehmensnetzwerk) Ein Forward Proxy kann den Internetverkehr kontrollieren.

Caching

Schnellere Ladezeiten

Regelbasiertes Surfen

Zugriffsbeschränkung

Protokollierung

Nachverfolgung von Zugriffen

Content Filtering

Prüfung auf Schadcode

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Serverseitige Infrastruktur

Eine sichere Webapplikation besteht aus mehreren Sicherheits- und Verarbeitungsschichten.
Abbildung

Security

  • Schützt Netzwerk vor unbefugtem Zugriff
  • Erlaubt nur notwendige Ports (z. B. 80 und 443)
Server befinden sich oft in einer DMZ (Demilitarized Zone), um interne Netzwerke zu schützen.
  • Verschlüsselt und entschlüsselt den Datenverkehr zwischen Client und Server
  • Schützt Daten während der Übertragung
Eine Web Application Firewall schützt Webapplikationen vor typischen Angriffen wie:
  • Cross-Site Scripting
  • SQL-Injection
  • CSRF
Sie analysiert den Datenverkehr auf Anwendungsebene (Layer 7).
  • Sorgt für Authentifizierung
  • Verwaltet Benutzersitzungen
  • Nimmt Anfragen von Clients entgegen
  • Liefert statische Inhalte (HTML, Bilder)
  • Leitet dynamische Anfragen an Backend weiter
  • Verbessert Performance durch Caching
Der Applikationsserver führt die Geschäftslogik der Anwendung aus.
  • Verarbeitung von Benutzeranfragen
  • Eingabevalidierung
  • Authentifizierung
  • Kommunikation mit Datenbanken
Die Datenbank speichert und verwaltet Daten der Anwendung. Sie bietet Mechanismen für:
  • Datenintegrität
  • Zugriffskontrolle
  • Verschlüsselung
Ein Reverse Proxy befindet sich vor dem Webserver und schützt die Infrastruktur.
  • Filterung von Anfragen
  • Caching und Komprimierung
  • TLS/SSL-Verarbeitung
  • Benutzerauthentifizierung
  • Load Balancing
Für den Benutzer ist der Proxy unsichtbar.

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Sicherheitsrisiken und Herausforderungen

Viele Angriffe nutzen bekannte Schwachstellen aus.
Einschleusen von Schadcode in Webseiten
Manipulation von Datenbankabfragen
Abhören von Netzwerkverkehr
Manipulation der Kommunikation
Täuschung von Benutzern

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Hauptursache

Die meisten Sicherheitslücken entstehen durch Programmierfehler. Studien zeigen, dass etwa 75 % der Hackerangriffe direkt Webapplikationen betreffen und nicht das Netzwerk. Daher sollte Sicherheit bereits während der Softwareentwicklung berücksichtigt werden.

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Qualität vs. Sicherheit

Nicht jeder Fehler ist gleich.
Abbildung

Security

Ein Sicherheitsproblem ist also nicht unbedingt ein Programmfehler, sondern kann auch eine unerwartete Funktion sein.

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Bedeutung von Tests

Neben funktionalen Tests sind auch nicht-funktionale Tests wichtig: Sicherheitstests, Lasttests, Usabilitytests, Recoverytests. Diese helfen, Schwachstellen frühzeitig zu erkennen und zu beheben.