\section{Grundlagen der Authentifizierung}\label{sec:grundlagen-der-authentifizierung}

Unter Authentifizierung ist der Prozess zu verstehen, welcher festlegt, ob einem Nutzer der Zugang zu einem System gewährt wird. Außerdem wird dabei auch die Identität des Nutzers überprüft. Der Nutzer wird dazu verpflichtet für die Erlaubnis oder die Rechte für den Zugang und die Nutzung des Systems, eine Art Nachweis erbringen. Je nach System können diese Berechtigungsnachweise unterschiedlich aussehen. Sie sind auch unter dem Begriff Authentifizierungsfaktor bekannt. Die Authentifizierung kann in drei verschiedene Kategorien unterteilt werden, die sich auf die Art des Nachweises beziehen. Diese Kategorien sind Wissen, Besitz und Biometrie. Auf die einzelnen Kategorien wird im \autoref{subsec:kategorien-von-authentifizierungsfaktoren} noch genauer eingegangen. (vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\, 45\:f.)

\subsection{Kategorien von Authentifizierungsfaktoren}\label{subsec:kategorien-von-authentifizierungsfaktoren}

Beim Authentifizierungsfaktor des Typs Wissen, nutzt der Benutzer, was er in seinem Gedächtnis gespeichert hat zur Authentifizierung. Dies kann beispielsweise ein Passwort oder eine PIN-Nummer sein. Die Authentifizierung durch Wissen besteht in vereinfachter Form aus zwei Schritten. Im ersten Schritt ist die Registrierungsphase, in dieser wählt der Antragsteller ein Passwort aus. Dieses wird dann in einer Passwortdatenbank gespeichert. Im Vorfeld der Speicherung wird möglicherweise das Passwort noch vorverarbeitet. Abgeschlossen ist diese Phase mit der Speicherung des Passwortes. Im zweiten Schritt, der Authentifizierungsphase, gibt der Antragsteller sein Passwort ein. Dieses wird dann mit dem in der Datenbank gespeicherten Passwort verglichen. Stimmen die Passwörter überein, so wird dem Antragsteller der Zugang gewährt. (vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\, 49\:f.)

Ist der Authentifizierungsfaktor des Typs Besitz, so ist eine Voraussetzung, dass der Antragsteller einen physischen Gegenstand besitzt. Dieser Gegenstand kann beispielsweise eine Chipkarte oder ein Authentifizierungs-Token sein. Ein Authentifizierungs-Token ist ein kleines Gerät, meist als Schlüsselanhänger, welches auf einem Display eine Reihe von Zahlen anzeigt. Diese Zahlen dienen als Passcode für den Authentifizierungsprozess. Der Token kann entweder synchron oder asynchron arbeiten. Im Falle eines synchronen Tokes, wird dieser mit dem Authentifizierungsserver synchronisiert. Das bedeutet, dass der Token die Zeit des Servers kennt und die angezeigten Zahlen auf dem Display in regelmäßigen Abständen aktualisiert. Während der Anmeldephase gibt der Antragsteller den angezeigten Code ein. Der Server vergleicht diesen Code mit dem, den er selbst berechnet hat. Asynchrone Tokens sind zeitunabhängig. Der Benutzer erhält beim Anmeldeversuch vom Authentifizierungsserver eine zufällige Ziffernfolge. Diese kann dann in den Token eingegeben werden. Der Authentifizierungs-Token berechnet anhand der Ziffernfolge einen Passcode, als Antwort. Der Benutzer gibt zum Abschluss des Anmeldeversuchs den Passcode ein. Bei übereinstimmenden Passcodes wird der Zugang gewährt.
(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\, 51\:f.)

Die dritte Kategorie der Authentifizierungsfaktoren ist die Biometrie. Dieses Kriterium beschäftigt sich mit Merkmalen des Antragstellers. Es nutzt somit Körpermaße, welche als biometrische Daten bezeichnet werden. Einfacher ausgedrückt, der Faktor erfordert, dass der Authentifikator den Antragsteller mittels einer biometrischen Information authentifiziert. Allgemein bekannte biometrische Merkmale sind beispielsweise der Fingerabdruck, der Handabdruck, die Handgeometrie, das Gesicht, die Iris und die Retina. Von diesen Merkmalen gelten allerdings nur der Fingerabdruck, die Netzhaut und die Iris als einzigartig. Wie beim Faktor Wissen besteht auch hier der Authentifizierungsprozess aus zwei Phasen. Die Registrierungsphase beginnt mit der Erfassung der biometrischen Daten des Antragstellers. Im Anschluss werden die erfassten Daten verarbeitet und in ein biometrisches Muster umgewandelt. Das Muster wird in einer Datenbank gespeichert. Auch in der zweiten Phase, der Authentifizierungsphase, wird mit der Erfassung der biometrischen Daten begonnen. Diese werden dann auch umgewandelt und mit dem in der Datenbank gespeicherten Muster verglichen. Bei Übereinstimmung war die Authentifizierung erfolgreich und der Antragsteller erhält Zugang. (vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\, 52\:f.)

\subsection{Herausforderungen bei der klassischen Authentifizierung}\label{subsec:herausforderungen-bei-der-authentifizierung}

Eine große Herausforderung bei klassischen Authentifizierungsverfahren ist, dass die Authentifizierungsmechanismen vor Kompromittierung durch Angreifer zu schützen. Die Angreifer versuchen auf ganz unterschiedliche Weisen an die Authentifizierungsdaten zu gelangen. Im weiteren Verlauf soll detaillierter auf Standardpasswörter, Replay-Angriffe und Man-in the Middle-Angriffe eingegangen werden.

Standardpasswörter sind vordefinierte und vorkonfigurierte Passwörter für eine Software oder ein Gerät. Oft vorhanden in Geräten wie Routern, Switchen, drahtlose Zugangspunkte und Internet of Things (IoT) Geräte. Sie gelten als Hauptproblem bei Authentifizierungsmechanismen, da sie oft übersehen werden. Werden diese Passwörter nicht geändert, können Angreifer ohne große Probleme für beliebige Geräte und Software ein Standardpasswort finden. Diese Passwörter sind in der Regel öffentlich zugänglich und können von Angreifern leicht gefunden werden. Ein Beispiel für ein Standardpasswort ist ``admin'' oder ``123456''. Mittels dem in Erfahrung gebrachten Passwort kann der Angreifer in den meisten Fällen als Administrator auf das Gerät zugreifen. Es gibt aber auch Möglichkeiten die Sicherheit von Standardpasswörtern zu erhöhen. Das wären unter anderem, das Verwenden von eindeutigen und sicheren Standardpasswörtern oder der den Benutzer nach der erstmaligen Anmeldung zwingen, das Standardpasswort zu ändern. (vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\, 59\:f.)