Proseminar

Proseminar: Foundations of IT-Security

German original title for this course: "Proseminar Grundlagen der IT-Sicherheit"

Material

Lecture Objectives and Contents

The Proseminar (taught in German) serves as an introduction to the process of writing scientific texts and presenting them in front of an audience. Groups of 2-3 students each are assigned a dedicated topic. The participants are instructed on how to carry out research and re-structure the acquired pieces of information. Each group writes a concise report (Seminararbeit) on their topic. Moreover, each group gives a short presentation. All statements without warranty.

Topics in Winter Term 2024/25

Übersicht über Techniken und Rechtslage zu Ethical Hacking
Aktuelle Verbreitung von Schadsoftware und Möglichkeiten der Erkennung
Cookies: Abwägung von Vor- und Nachteilen
Schutzfunktionen bei der Bereitstellung von generativer KI vor böswilliger Nutzung
Verwendung von Deepfakes zur politischen Beeinflussung
Wie Social Media Algorithmen zur Polarisierung der Gesellschaft beitragen
VPN: Zwischen Freiheit vor Unterdrückung und Verschleierung von Straftaten

Topics in Summer Term 2024

Angriffe auf die Trainingsdaten von generativer KI (ChatGPT und andere)
Schutzfunktionen zur Vertraulichkeit und Integrität des E-Rezepts
Open-Souce-Heimautomatisierung mit Home Assistant und deren Sicherheitsfunktionen
Funktionsweise und Sicherheitseigenschaften eines Post Quantum Anonymous Communication Network im Vergleich zu Chaums Mixen
Lösungsansätze zur Tolerierung byzantinischer Fehler in der Informatik
Funktionsweise des Angriffserkennungssystems Suricata
Übersicht über Werkzeuge zum Penetration-Testing (nmap, OpenVAS etc.)
Funktionsweise und Sicherheitseigenschaften von Passkeys zur Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA)

Topics in Winter Term 2023/24

Kerckhoffs’ Prinzip: Grundlagen und Einfluss auf die moderne Kryptographie
Pufferüberlauf in C: Grundlagen und Sicherheitsrisiken unter Erläuterung des Aufrufstapels
Seitenkanalangriffe und Mitigationen am Beispiel von RSA hinsichtlich binärer Exponentiation
Fehlerkorrekturverfahren: Mittel für Safety, nicht Security
Passwortsicherheit: Sichere Auswahl und Verwaltung
Supply chain attacks: Grundlagen und Vergleich historischer Angriffe
Advanced persistent threats: Definition und aktuelle Lage
Reverse Engineering: Technische und rechtliche Grundlagen
Post-Quantum-Sicherheit: Erreichbarkeit mit heutigen Mitteln sowie Quantumcomputern
Hacking durch Social Engineering: Vorgehen, Verbreitung und Mitigation

Topics in Summer Term 2023

Grundlagen und Grenzen der k-Anonymität
Proof of Work vs. Proof of Stake
Web Cryptography API: Typische Fehler bei ihrer Nutzung und deren Vermeidung anhand von Codebeispielen
Warum hat sich das E-Cash-Verfahren von David Chaum nicht durchgesetzt?
Funktionsweise und Anwendungen einer Oblivious Random Access Machine (RAM)
Möglichkeiten von und Herausforderungen durch ChatGPT aus Perspektive der IT-Sicherheit
Der konkrete Ablauf eines Ramsomware-Angriffs in der Praxis
Funktionsweise von .onion-Adressen im Tor-Browser
Ausnutzung von Sicherheitslücken durch Return Oriented Programming
Federated Learning vs. zentralisierte Machine-Learning-Ansätze

Topics in Winter Term 2022/23

Authentifikationsstandards für E-Mails: SPF, DKIM und DMARC
Die Enigma: Funktionsweise und Entschlüsselung
Social Engineering: Methoden, Auswirkungen und Gegenmaßnahmen
Hidden Services: Funktionsweise, Anwendungsbeispiele und Schwachstellen
Angriff auf WPA2: Grundlagen, Funktionsweise und Auswirkungen
Ende-zu-Ende- vs. Transportverschlüsselung: Gegenüberstellung von Funktionsweise, Anwendungsbereiche und Schwachstellen
Die Zukunft der Blockchain: Tendenzen und Herausforderungen
DoS-Angriffe auf Tor und ihre Auswirkungen

Topics in Summer Term 2022

QUIC-Protokoll: Funktionsweise, Performanz, Privatsphäre und Sicherheit
Anonymitäts-Trilemma: Ursachen und Auswirkungen
Privacy Pass: Grundlagen, Funktionsweise und praktische Anwendungsmöglichkeiten
E-Voting: Theoretische Ansätze und Herausforderungen
DNS-over-Encryption: Grundlagen, Funktionsweise und Kritik
Grundlagen des Reverse Engineerings und Reverse Engineering in eingebetteten Systemen
Digital Services Act: Hintergrund und Inhalte
Content Moderation: Möglichkeiten und Herausforderungen der Detektion illegaler Inhalte

Topic in Winter Term 2021/22

Advanced Persistent Threat-Detektion: APTs, Vorgehen bei Detektion und Probleme
Protocol-level Attacken gegen Tor: Grundlegende Funktionsweise und Gegenmaßnahmen
Warum „Ich habe nichts zu verstecken“ kein Argument gegen Datenschutz ist
Die Entstehung der DSGVO: Gründe, Inhalte und Schwierigkeiten
Was hat die DSGVO bis heute im Netz erzielt oder verändert? Welche Probleme bleiben bestehen?
Die Blockchain: Grundlagen, Funktionsweise und Schwächen
Non-Fungible Token: Was sind NFTs? Welche Möglichkeiten bieten sie und welche Herausforderungen entstehen?
Eclipse-Attacken: Vorgehen, Schutz- und Abwehrmaßnahmen
Verschlüsselung und Quantencomputer: Welche Verschlüsselungen würden unsicher werden? Welche Möglichkeiten gibt es, den Schutz aufrechtzuerhalten?

Topics in Summer Term 2021

Entwicklung des Zugriffsrechte-Managements bei Android und iOS im Vergleich
Funktionsweise und Anwendungsszenarien von Ultra Wide Band (UWB)
Funktionsweise des Mobile Device Management auf mobilen Betriebssystemen
Analyse der Wirksamkeit von Bug-Bounty-Programmen von Technologieanbietern
Phishing-Angriffe als Methode des Social Engineering
Methoden und Verfahren der Computer-Forensik zur gerichtsverwertbaren Beweissicherung
Schutz der Vertraulichkeit von DNS-Anfragen (DNS over TLS)
Sicherheitsfunktionen der elektronischen Patientenakte

Topics in Winter Term 2020/21

Grundlagen des Datenschutzes
Sicherheit im Smart Home
Antiforensik-Methoden
LTE-Sicherheitsmechanismen
Der CBC-Modus in der Kryptographie
Überblick über Cryptocurrencies
Verbreitung von Schadsoftware durch Angreifer
Routing im Smart-Home

Topics in Summer Term 2020

Funktionsweise von OAuth
Tokenbasierte Authentifizierungsverfahren
Der EFAIL-Angriff auf verschlüsselte E-Mails
Funktionsweise von Tracking-Verfahren auf Basis von WLAN
Funktionsweise von Tracking-Verfahren auf Basis von Bluetooth
Datenschutzaspekte von Kontaktverfolgungs-Apps für SARS-CoV2-Infektionen
Suchverfahren auf verschlüsselten Datenbankeinträgen
Verfahren zur statischen und dynamischen Codeanalyse
Software-Entwurfsmodelle für sichere Systeme

Topics in Winter Term 2019/20

Hardware-Angriffe auf die IT-Sicherheit durch Konstruktionseigenschaften
Hardware-Angrifef auf die IT-Sicherheit durch Seitenkanäle
DNS-Sicherheitsmechanismen und Angriffe
Angriffe via USB und Verteidiungstrategien
Bluetooth-Sicherheitsmechanismen und Angriffe
Sicherheit in IoT-Betriebssystemen
Steganographische Filesysteme
IT-Sicherheitsvorfälle im Gesundheitsbereich und ihre Auswirkungen
Verfahren zur Authentifikation von Schlüsseln in verteilten Netzen, deren Gemeinsamkeiten und Unterschiede

Topics in Summer Term 2019

Einsatz von Machine Learning und KI in der IT-Sicherheit
Firmware-Modifikation von WLAN-Chips
Grundlagen von asymmetrischen digitalen Signaturverfahren
Das post-quantum Signaturverfahren TESLA
Technische Aspekte der europäischen Urheberrechtsreform
Trusted-Computing-Architekturen für eingebettete Systeme
Zuverlässigkeit biometrischer Personenerkennung auf öffentlichen Plätzen
Fallbeispiele von Advanced Persistent Threats
Historische und moderne Methoden des Social Engineering

Topics in Winter Term 2018/19

IoT-Botnetze
DNS Sicherheitsmechanismen und Angriffe
Berechtigungskonzepte von Windows(NTFS) und Linux(ext*)
Der Nutzen von Bug-Bounty Programmen für die IT-Sicherheit
Sicherheitskonzepte von Docker, VM und Angriffe darauf
Post Quantum Kryptografie
Der Malwaretyp Ransomware
Überwachung von Internetnutzern - Tracking-Techniken, wirksame Gegenmaßnahmen und Rechtslage nach der DSGVO Einführung
Sicherheitsaspekte von WPA3 und Wifi 6.0

Topics in Summer Term 2018

Die elektronische Gesundheitskarte - Funktionsweise und Sicherheitsaspekte
Secret Sharing Verfahren - Funktionsweise und Anwendungsbeispiele
Der Angriff vom März 2018 auf den Deutschen Bundestag
Die Seitenkanalangriffe Meltdown und Spectre auf Prozessoren
Funktionsweise von TOR Hidden Services
Differential Privacy
Mehrparteienberechnungsprotokolle - Funktionsweise und Anwendungsbeispiele
Die Funktionsweise des Quantencomputers und dessen Risiken für asymmetrische Kryptographie
Neuere Ansätze zur E-Mail-Schlüsselverwaltung - Autocrypt, Pretty Easy Privacy, Web Key Directory
Die Key Reinstallation Attack beim WLAN

Topics in Winter Term 2017/18

Technische Maßnahmen zur Absicherung eines Unternehmensnetzes
Technische Schutzmaßnahmen gegen Buffer Overflows
Das Off-the-Record Protokoll und dessen Eignung zur Absicherung eines Chats
Code-Injection - Die Unsicherheit unüberprüfter und unmaskierter Nutzereingaben
Funktionsweise von Ransomware und wirksame Gegenmaßnahmen
Ende-zu-Ende Verschlüsselung - Probleme und Lösungen der praktischen Umsetzung
Überwachung von Internetnutzern - Tracking-Techniken und wirksame Gegenmaßnahmen

Topics in Summer Term 2017

Funktionsweise von Malware Scannern
Das Privacy-Paradoxon
Anti-Zensurmechanismen im Internet
Die IoT-Suchmaschine shodan.io
Funktionsweise von Blockchain
Ethereum als Anwendung von Blockchain
Funktionsweise von Oblivious RAM
Statische und dynamische Codeanalyse
Denial-of-Service-Angriffe auf DSL-Router
Sicherheitsaspekte im Border Gateway Protocol

Topics in Winter Term 2016/17

Website Fingerprinting Defense
Abwehr von Angriffen über manipulierte Firmware auf USB-Speichersticks
Angriffe auf das RSA-Kryptosystem
Alternative Authentifizierungsmöglichkeiten am Beispiel von EEG-basierten Verfahren
Passwortlose Authentifizierungstechniken
Neue Sicherheitsmechanismen gegen MiTM-Angriffe bei HTTPS

Topics in Summer Term 2016

Chaumsche Mixe von 1981
Das cMix-Verfahren von 2008
Hornet: High-speed Onion Routing
Return-Oriented Programming
IT-Sicherheit im Auto
Optische Angriffe auf Röhrenmonitore
Angriffe auf Tastaturen mit Mikrofonen
Angriffe auf Tastaturen mit Bewegungssensoren
Ethische Aspekte der IT-Sicherheitsforschung

Topics in Winter Term 2015/16

Elliptische-Kurven-Kryptographie – Anschauliche Illustration der Funktionsweise
Verfahren zur Anonymität und Unbeobachtbarkeit in Kommunikationsnetzen
Chronologische Entwicklung und Auswirkungen des NSA-Skandals 2013
eHealth-Produkte – Vorzüge und Risiken der Quantified-Self-Bewegung
Correct Horse Battery Staple – Über die (Un-)Sicherheit von Passwörtern zur Authentifizierung
Einführung in die Quantenkryptographie
Dual-Use – Ethische Herausforderungen bei der Erforschung und Anwendung von Techniken der IT-Sicherheit
Wie geht ein Penetrationstester bei der Überprüfung eines IT-Systems vor?

Topics in Summer Term 2015

Überwachung von Internetnutzern mit Cookies und anderen Tracking-Techniken
Generierung leicht zu merkender und dennoch sicherer Passwörter
Cyberwarfare: Elektronische Kriegführung im Internet
Erzeugung von echten Zufallszahlen
Erzeugung von kryptographisch starken Pseudozufallszahlen
Ansätze zum Schutz vor Malware auf Smartphones
Erwartungen an die Vorratsdatenspeicherung und Risiken für die Privatsphäre
Funktionsweise von Botnetzen und Techniken zur Bekämpfung
Steganographische Kommunikation mit JPEG-Bildern
Grenzen von Intrusion-Detection-Systemen und Virenscannern

Topics in Winter Term 2014/15

Data Leakage Prevention – Woran sollte ein Unternehmen denken?
Wie geht ein IT-Forensiker bei der Untersuchung eines verdächtigen Systems vor?
Chancen und Risiken von Smartphones in Bezug auf Datenschutz und Datensicherheit
Netzwerk-Sniffing mit Wireshark am Beispiel eines VoIP-Telefonats
Funktionsweise und Kryptanalyse klassischer Verschlüsselungsverfahren: Caesar-, Playfair und Vigenere-Chiffre
Ein Bild sagt mehr als Tausend Worte – Funktionsweise und Angriff auf klassische Steganographie-Verfahren
„L00king for a N.ew Li fe“ – Techniken zur Erkennung von Spam, Phishing und Nigeria-Scam-Nachrichten

Topics in Summer Term 2014

Web Application Firewalls
Netzneutralität und IT-Sicherheit
Hidden Services in TOR
Analyse von Flame
Firewalls: Grundlagen und Architekturen
Sicherheitsarchitektur von TLS
DNS Security
Sicherheit von Hashfunktionen
Funktionsweise von und Angriffe auf Festplattenverschlüsselung
Technischer Jugendschutz im Internet

Topics in Winter Term 2013/14

Methoden zur strukturierten Absicherung der IT-Landschaft kleinerer und mittlerer Unternehmen
Entstehung, Verbreitung und Aufgaben von Computer Emergency Response Teams (CERTs)
Verfahren zur anonymen Nutzung des WWW
Staatliche Telekommunikationsüberwachung
Techniken zur Absicherung von WLAN-Kommunikation
Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungssysteme
Biometrische Verfahren zur Benutzerauthentisierung
Social Engineering als Angriffsmethode auf die Informationssicherheit

Topics in Summer Term 2013

Funktionsweise und Anwendung des Metasploit-Frameworks
Erkennung und Abwehr von Angriffen durch Botnetze
Architektur und Funktionsweise von OAuth
Kryptanalyse im zweiten Weltkrieg
Visuelle Kryptographie
Entstehung und Bekämpfung von Spam
Homomorphe Verschlüsselung und deren Anwendbarbeit beim Cloud Computing
Überblick über Private-Cloud-Infrastrukturen (z.B. ownCloud und Eucalyptus)
Grundlagen der Steganographie und des Watermarking
Praktische Seitenkanalangriffe (Timing Attacks, Power Analysis) auf Krypto-Implementierungen

Topics in Winter Term 2012/13

Technische Lösungen zum Schutz von Transaktionen beim Online-Banking
Man-in-the-Middle-Angriffe – Verfahren und Gegenmaßnahmen aus der Praxis im Internet
Cross-Site Request Forgery – Angriff und Gegenmaßnahmen
Die Geschichte der asymmetrischen Kryptographie
Public-Key-Infrastrukturen am Beispiel von SSL
Authentifizierung von Benutzern durch Konzepte der Biometrie
Ping of Death – Historische Denial-of-Service-Angriffe, ihre heutige Relevanz sowie Gegenmaßnahmen
Die Bedeutung und Abwehr von Social-Engineering-Angriffen in der Praxis
Stand der IT-Sicherheit und Techniken des Sicherheitsmanagements in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU)
Klassische Kryptographie und Kryptoanalyse am Beispiel der Vigenère-Chiffre

Topics in Summer Term 2012

Zugriffskontrollkonzepte: Discretionary Access Control, Mandatory Access Control, Role-based Access Control, Bell LaPadula und Chinese Wall Modelle
Anwendungen der Zahlentheorie in kryptographischen Algorithmen anhand von 3 Beispielen
Zero-Knowledge Proofs: Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten
Google Prediction: Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten
Das Spam-Problem und ihre Abwehrmöglichkeiten: DomainKeys, HashCash und weitere Konzepte
Firewall-Konzepte: Zielsetzungen, Einsatzszenarien und Funktionsweise
Computerviren: Grundsätzlicher Aufbau und mögliche Gegenmaßnahmen
Buffer-Overflows: Angriffsszenarien und Abwehrmöglichkeiten
Ziele des Trusted Computing und die Umsetzung mittels TPM
Data Leakage Prevention: Zielsetzung, Techniken und ihre Grenzen
Intrusion Detection Systeme: Ziele, Techniken und aktuelle Entwicklungen

Topics in Winter Term 2011/12

Authentisierung ohne Passwort basierend auf biometrischen Merkmalen oder Besitz
Asymmetrische und symmetrische Verschlüsselungstechniken
Funktionsweise des Tor-Netzwerks
Funktionsweise der Enigma
Sicherheitsfunktionen der eGK
IT-Sicherheitsmanagement gemäß der ISO-Standard-Familie 2700x
Die (Un-)Sicherheit von Passwörtern
Internet-Sperren: Diskussion der Wirksamkeit verschiedener Techniken anhand der Umsetzung der Great Firewall of China
Die Bedrohung durch Botnets, ihre Arbeitsweise und Verbreitung

Topics in Summer Term 2011

Attack Trees und andere Angriffs- und Sicherheitsmodelle
Gefährung der Privatsphäre durch passive Beobachtung am Beispiel Smart Metering
Visuelle Kryptographie
SQL-Injection-Angriffe: Funktionsweise und Schutzmöglichkeiten
Arbeitsweise und aktuelle Entwicklungen im Bereich des IT-Grundschutzes (BSI)
Konzepte der Steganographie
Evolution von Malware: Vom Bootsektor-Virus bis zu Stuxnet
Klassische Kryptographie-Techniken (u.a. Vigenere- und Caesar-Chiffre)
Einführung in IPsec
Cross-Site-Scripting-Angriffe: Funktionsweise und Schutzmöglichkeiten
Sicherheitsfunktionen des neuen Personalausweises und des elektronischen Reisepasses