Ransomware

1. Was ist Ransomware?

Ransomware ist eine Art von Malware, die Daten auf dem Computer eines Opfers verschlüsselt oder den Zugriff auf den Computer selbst sperrt und dann ein Lösegeld von dem Opfer verlangt, um die Daten wiederherzustellen oder den Zugriff freizugeben.

Ransomware ist also eine Erpressungssoftware, auch bekannt als Verschlüsselungstrojaner, der Daten verschlüsselt oder Zugriffsrechte auf Verzeichnisse, Dateien und Anwendungen auf angegriffenen Servern und Computern sperrt. Für die Entschlüsselung wird ein Lösegeld, typischerweise in einer Kryptowährung verlangt.

2. Funktionsweise

Das Verständnis, wie Ransomware funktioniert, ist der Schlüssel zu ihrer effektiven Prävention und Bekämpfung. Einmal auf einem Computer aktiviert, verschlüsselt die Ransomware wichtige Dateien oder sperrt den gesamten Computer und zeigt einen Lösegeldhinweis.

Verschluesselungstrojaner – Cyberangriff mit Lösegeld Erpressung

Einmal auf einem Computer aktiviert, verschlüsselt die Ransomware wichtige Dateien oder sperrt den gesamten Computer. Ein Lösegeldhinweis wird dann angezeigt, in dem das Opfer aufgefordert wird, einen bestimmten Betrag, oft in Kryptowährung, zu zahlen, um den Zugriff wiederzuerlangen.

2.1 Technische Analyse der Funktionsweise von Ransomware

Ransomware ist eine Art von Schadsoftware, die Daten auf dem infizierten System verschlüsselt oder den Zugriff auf das System sperrt und dann ein Lösegeld vom Benutzer verlangt, um die Daten wiederherzustellen oder den Zugriff freizugeben. Diese Art von Angriff hat sich in den letzten Jahren als besonders schädlich und effektiv erwiesen.

2.2 Komponenten und Bestandteile von Ransomware

• Verschlüsselungsmodule: Die meisten Ransomware-Varianten enthalten robuste Verschlüsselungsmodule, die Standard-Verschlüsselungsalgorithmen verwenden, um Dateien des Opfers zu verschlüsseln. Die AES- (Advanced Encryption Standard) oder RSA- (Rivest-Shamir-Adleman) Algorithmen sind häufig verwendet.
• Bootloader: Einige Ransomware-Varianten überschreiben den Master Boot Record (MBR) des infizierten Systems, was dazu führt, dass das System beim Starten eine Lösegeldforderung anzeigt, anstatt das Betriebssystem zu laden.
• Command & Control (C&C) Serverkommunikation: Nach der Infektion versucht die Ransomware oft, sich mit einem externen Server zu verbinden, um beispielsweise den Verschlüsselungsschlüssel abzurufen oder den erfolgreichen Angriff zu melden.
• Entschlüsselungsmodul: Dies ermöglicht es dem Angreifer, nach Zahlung des Lösegeldes einen Entschlüsselungscode bereitzustellen, auch wenn in vielen Fällen die Daten nicht entschlüsselt werden, selbst nach Zahlung.

2. Der Erstellungsprozess dieser Schadsoftware

• Konzeption: Angreifer identifizieren ein Ziel und entwickeln eine Strategie. Dies kann aufgrund von möglichen hohen Renditen, wie bei Krankenhäusern oder Regierungsbehörden, oder einfach aufgrund der Anfälligkeit bestimmter Systeme erfolgen. Oft erfolgt die Konzeption auf Basis gefundener Schwachstellen in vorhandenen Softwarekomponenten.
• Programmierung: Hier wird die eigentliche Ransomware entwickelt. Angreifer missbrauchen häufig Open-Source-Programme oder kaufen Ransomware-Kits auf dem Schwarzmarkt.
• Verbreitung: Die Ransomware wird über verschiedene Mittel verteilt. Zu den verbreitetsten Methoden gehören Phishing-E-Mails, infizierte Software-Downloads oder Exploit-Kits, die bekannte Sicherheitslücken ausnutzen.
• Infektion: Einmal auf dem System, beginnt die Ransomware ihre schädliche Aktivität. Sie kann Dateien verschlüsseln, Systemzugriff blockieren oder beides.
• Lösegeldforderung: Nach der Verschlüsselung der Dateien zeigt die Ransomware eine Meldung an, die das Opfer zur Zahlung auffordert, oft in einer digitalen Währung wie Bitcoin.
• Entschlüsselung (optional): Falls das Opfer zahlt, kann der Angreifer einen Entschlüsselungscode oder ein Tool bereitstellen. Es gibt jedoch keine Garantie dafür.

Dabei ist es wichtig zu beachten, dass Ransomware ständig weiterentwickelt wird, um Entdeckung zu vermeiden und effektiver zu sein. Das Verständnis der Funktionsweise ist entscheidend, um Schutzmaßnahmen zu entwickeln und diese Bedrohungen abzuwehren. Es ist ebenso wichtig zu verstehen, dass nicht alle Ransomware-Infektionen oder -Angriffe gleich sind; sie variieren je nach Ziel, Methode und sogar nach den Motiven des Angreifers.

3. Typen von Ransomware

3.1 Locker-Ransomware

Sperrt den Benutzer aus dem Betriebssystem aus und verlangt ein Lösegeld, um den Zugriff wiederherzustellen.

Locker-Ransomware ist eine Art von Schadsoftware, die darauf abzielt, Nutzern den Zugriff auf ihr Betriebssystem oder bestimmte Funktionen ihres Computers zu verwehren. Sobald sie aktiviert wird, sperrt diese Ransomware den Bildschirm oder verhindert den Zugang zu wichtigen Systemfunktionen. Opfer sehen in der Regel eine Benachrichtigung oder eine Lösegeldforderung auf ihrem Bildschirm, die ihnen mitteilt, dass ihr System gesperrt ist und nur gegen Zahlung eines Lösegeldes wieder freigegeben wird. Diese Art von Ransomware ist besonders bedrohlich, da sie den Zugriff auf das gesamte System blockieren kann, was den normalen Betrieb und die Datenrettung erschwert.

3.2 Crypto-Ransomware

Verschlüsselt wertvolle Dateien des Benutzers und verlangt ein Lösegeld für den Entschlüsselungscode.

Crypto-Ransomware, eine der verbreitetsten und schädlichsten Formen von Ransomware, zielt darauf ab, wichtige Dateien des Benutzers zu verschlüsseln. Sie infiltriert das System, identifiziert wichtige Dateiformate (wie Dokumente, Bilder und Datenbanken) und verschlüsselt sie mit einem starken Verschlüsselungsalgorithmus. Danach wird den Opfern eine Lösegeldforderung angezeigt, die besagt, dass ihre Dateien nur gegen Zahlung, meist in Form von Kryptowährung, entschlüsselt werden können. Die Opfer haben keine Garantie, dass die Dateien nach der Zahlung wiederhergestellt werden, was diese Art von Ransomware besonders riskant macht.

3.3 Verschlüsselungstrojaner

Diese Ransomware-Art verschlüsselt Dateien und Ordner auf dem infizierten System und verlangt dann ein Lösegeld für den Entschlüsselungsschlüssel.

Der Verschlüsselungstrojaner, eine Unterart der Crypto-Ransomware, spezialisiert sich auf die Verschlüsselung von Dateien und Ordnern auf infizierten Systemen. Nach der Infektion durchsucht die Schadsoftware das System nach bestimmten Dateitypen und verschlüsselt sie. Anschließend wird eine Lösegeldforderung angezeigt, die den Nutzern mitteilt, dass ihre Dateien verschlüsselt wurden und nur gegen Zahlung eines Lösegeldes wiederhergestellt werden können. Der Schlüssel zur Entschlüsselung der Dateien wird dabei in der Regel von den Angreifern kontrolliert. Diese Art von Ransomware kann besonders schädlich sein, da sie nicht nur den Zugriff auf einzelne Dateien verhindert, sondern oft auch Backups und Schattenkopien angreift, um eine Wiederherstellung der Daten zu erschweren.

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4. Auswirkungen

Die Auswirkungen von Ransomware können verheerend sein, von verlorenen Daten und Geld bis hin zu Betriebsunterbrechungen in großen Unternehmen oder öffentlichen Einrichtungen.

Die Konsequenzen eines Ransomware-Angriffs sind immer weitreichend, wobei nicht nur Datenverlust, sondern auch erhebliche finanzielle und operationelle Störungen auftreten.

Sie kann auch erhebliche finanzielle Verluste, rechtliche Konsequenzen und Reputationsschäden verursachen.

5. Bekannte Ransomware-Angriffe

Einige der bekanntesten Ransomware-Angriffe sind WannaCry, Petya und NotPetya, die weltweit Tausende von Computern infizierten und erhebliche Schäden anrichteten.7. Präventionsmaßnahmen und Reaktionen:

• Regelmäßige Backups: Halten Sie regelmäßige Backups aller wichtigen Dateien und Daten.
• Aktualisieren Sie Ihre Software: Sicherheitspatches schützen vor bekannten Schwachstellen.
• Vorsicht bei E-Mail-Anhängen und Links: Öffnen Sie keine verdächtigen Anhänge oder klicken Sie nicht auf verdächtige Links.
• Verwendung von Sicherheitssoftware: Ein gutes Antivirus- und Anti-Malware-Programm kann helfen, viele Ransomware-Infektionen zu verhindern.
• Bildung: Schulen Sie Mitarbeiter und Nutzer über die Gefahren von Ransomware und wie man sie vermeiden kann.

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6. Präventionsmaßnahmen und Reaktionen:

Während Ransomware eine ständige Bedrohung darstellt, gibt es bewährte Maßnahmen, die Unternehmen und Einzelpersonen ergreifen können, um sich zu schützen.

Zu den Maßnahmen gehören

• regelmäßige Backups,
• Aktualisierung der Software und
• Vorsicht bei E-Mail-Anhängen

6.1 Präventive Methodik zum Schutz vor Ransomware

In wissenschaftlicher Literatur wie der von Alqahtani und Sheldon  werden unterschiedliche Ansätze zur Minderung dieser Bedrohung und präventive Maßnahmen und Erkennungsmethoden. Präventive Schutzmaßnahmen wie regelmäßige Backups können hilfreich sein, aber in vielen Fällen werden auch Backups von Ransomware verschlüsselt. Daher ist die Erkennung von Ransomware eine Alternative, die bei der frühzeitigen Identifizierung schädlicher Verschlüsselungen helfen kann.

Zwei Hauptansätze zur Erkennung sind datenzentriert und prozesszentriert. Datenzentrierte Ansätze konzentrieren sich auf die Überwachung von Datenmodifikationen, wobei Techniken wie Entropiemessung und Lockvogeldateien verwendet werden. Prozesszentrierte Ansätze beobachten hingegen laufende Prozesse auf verdächtige Aktivitäten. Diese können entweder auf bestimmten vordefinierten Ereignissen basieren, die mit Ransomware in Verbindung stehen, oder auf Maschinenlernalgorithmen, die Verhaltensmuster in den von schädlichen Prozessen erzeugten Laufzeitdaten identifizieren.

6.2 Präventive Maßnahmen

• Initiativen wie „No More Ransom“ helfen Opfern, verschlüsselte Dateien wiederherzustellen.
• Regelmäßige Backups werden als Hauptmaßnahme empfohlen, obwohl Ransomware auch Backups verschlüsseln kann.
• Das Raten des Entschlüsselungsschlüssels ist bei fortgeschrittenen Angriffen fast unmöglich.

6.3. Erkennung von Ransomware

• Ransomware-Erkennung kann helfen, schädliche Verschlüsselung frühzeitig zu identifizieren.
• Es gibt datenzentrierte und prozesszentrierte Techniken, die jeweils in ereignisbasierte und maschinenlernbasierte Ansätze unterteilt sind.

6.4 Datenzentrierte Ansätze

• Ziel ist es, betroffene Datenquellen zu verfolgen.
• Techniken umfassen die Messung der Entropie (Unordnung) von Dateien und die Verwendung von Lockvogeldateien.
• Entropiemessung: Effiziente Verschlüsselung erhöht die Entropie einer Datei, was zur Erkennung von Ransomware genutzt werden kann.
• Lockvogeldateien (Honey Files): Dateien, die in das System des Benutzers eingebettet sind, um Veränderungen zu erkennen. Diese Methode hat jedoch Grenzen und kann viele Fehlalarme auslösen.

6.5 Prozesszentrierte Ansätze

• Beobachtung der laufenden Prozesse und Suche nach verdächtigen Aktivitäten.

6.6 Ereignisbasierte Erkennung

• Sucht nach bestimmten Indikatoren für einen bevorstehenden Ransomware-Angriff, wie z.B. dem Generieren eines Verschlüsselungsschlüssels.
• Methoden umfassen die Überwachung von Command-and-Control (C&C) Traffic und die Überwachung von kryptografiebezogenen APIs.
• Die Effektivität dieser Methode ist begrenzt, da sie vorab Wissen über die von Ransomware verwendeten Verschlüsselungstechniken erfordert und eine hohe Wahrscheinlichkeit für Fehlalarme besteht.

Die Bedrohung durch Ransomware erfordert sowohl präventive Maßnahmen als auch fortschrittliche Erkennungstechniken. Keine Methode ist perfekt und es besteht ein ständiger Bedarf an Forschung und Entwicklung in diesem Bereich, um den Schutz vor solchen Angriffen zu erhöhen.

6.7 Machine Learning-Based Detection

• Machine Learning in Ransomware-Erkennung: Viele Studien haben Machine Learning (ML) zur Erkennung von Krypto-Ransomware eingesetzt.
• Klassifizierung von Algorithmen: Es gibt zwei Hauptarten von Klassifikatoren: einzelne und ensemble-basierte Klassifikatoren.
  • Einzelne Klassifikatoren: Beinhalten Algorithmen wie Support Vector Machines (SVM), Logistic Regression, Decision Tree und Deep Neural Networks.
  • Ensemble-basierte Klassifikatoren: Kombinieren mehrere Klassifikationsalgorithmen, z.B. Bagging, AdaBoost und Random Forests.

Verzögerte Erkennung

• Definition: Erkennt Malware nach der Ausführung des gesamten Laufzeitdatensatzes.
• Problem: Verzögerte Erkennung benötigt alle Daten des laufenden Malware-Prozesses, um genau festzustellen, ob er bösartig ist, was zu späten und ineffektiven Erkennungen führen kann.

Früherkennung

• Definition: Zielt darauf ab, Krypto-Ransomware-Angriffe zu erkennen, bevor sie Daten verschlüsseln.
• Hauptfokus: Frühere Studien haben Daten basierend auf einer festen Zeit für alle Instanzen extrahiert, was nicht ideal ist, da es den Beginn der Verschlüsselung in vielen Fällen ignorieren kann.

6.8 Techniken für den Aufbau von Früherkennungsmodellen

• Bedeutung: Aufgrund der unwiederbringlichen Natur von Krypto-Ransomware-Angriffen ist eine frühzeitige Erkennung entscheidend.
• Prozess: Modelle für die frühzeitige Erkennung beginnen mit der Extraktion und Auswahl von diskriminierenden Merkmalen, die dann zur Schulung des Modells verwendet werden.
  • Merkmalsextraktion: Kann numerisch oder textuell sein. Textuelle Daten werden durch Tokenisierung in eine numerische Form umgewandelt.
  • Merkmalsauswahl: Hierbei werden informative Merkmale ausgewählt, um die Daten-Dimensionalität zu verringern und ein Overfitting zu verhindern.
  • Modelltraining/-testen: Ein ML-Klassifikator wird mit den zuvor extrahierten und ausgewählten Daten und Merkmalen trainiert.

Design: Das generische Design eines Früherkennungsmodells für Krypto-Ransomware hat drei Komponenten: Vorverarbeitung und Merkmalsauswahl; Merkmalsauswahl; und Training/Testen.

7. Ransomware Historie

Die ersten Ransomware-Attacken können bis in die späten 1980er Jahre zurückverfolgt werden, aber sie wurden erst in den 2010er Jahren zu einer bedeutenden Bedrohung. Mit der Verbreitung von Bitcoin und anderen Kryptowährungen wurde es für Cyberkriminelle einfacher, Zahlungen anonym zu empfangen, was zu einem Anstieg der Ransomware-Angriffe führte.

Während Ransomware heute eine weitverbreitete Bedrohung ist, hat sie eine vergleichsweise kurze, aber intensive Geschichte.

8. Zusammenfassung

In unserem digitalen Zeitalter ist die Sicherheit von Daten von größter Bedeutung. Ransomware hat sich als eine der gefährlichsten Arten von Cyber-Bedrohungen etabliert. Dabei ist diese Schadsoftware eine Art von Malware, die Daten auf dem Computer eines Opfers verschlüsselt oder den Zugriff auf den Computer selbst sperrt und dann ein Lösegeld von dem Opfer verlangt, um die Daten wiederherzustellen oder den Zugriff freizugeben.

Ransomware-Angriffe haben immer verheerende Konsequenzen für Unternehmen und Einzelpersonen wenn diese ihre Wirkung entfalten.

Ransomware Threats – Cybercrime Erpressungsszenarien, die unsere Sicherheitsinfrastruktur weltweit bedrohen

Die Folgen reichen von massiven Datenverlusten bis hin zu finanziellen Einbußen und Betriebsunterbrechungen. Das Auftreten dieser Angriffe hat in den letzten Jahren exponentiell zugenommen, was den akuten Handlungsbedarf unterstreicht.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass Organisationen und Einzelpersonen umgehend wirksame Schutzmaßnahmen implementieren, um ihre digitalen Assets zu sichern und sich vor dieser wachsenden Cyber-Bedrohung zu schützen.

Das Versäumnis, proaktiv zu handeln, könnte verheerende und langfristige Auswirkungen haben, die weit über den unmittelbaren Angriff hinausgehen. Es ist nicht mehr die Frage, ob man angegriffen wird, sondern wann. Daher ist die Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen nicht mehr optional, sondern muss eine Priorität haben.

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