Wissenswertes zu Zero-Day-Schwachstellen, -Exploits und -Angriffen

Was ist eine Zero-Day-Schwachstelle?

Zero-Day-Schwachstellen sind Sicherheitslücken in IT-Systemen – Software, Hardware oder Firmware –, die den Entwicklern unbekannt sind und für die kein Patch verfügbar ist. (Daher der Begriff „Zero Day“: ein Problem, für dessen Behebung die Entwickler null Tage Zeit hatten.) Angreifer, die diese Lücken in den Sicherheitsvorkehrungen eines Ziels ausnutzen, verwenden sie häufig, um heimlich Angriffe vorzubereiten.

Zero-Day-Schwachstellen entstehen oft durch menschliche Fehler oder dadurch, dass während der Entwicklung sichere Designpraktiken wie Tests und Peer-Reviews nicht ausreichend berücksichtigt werden. Die häufigsten Ursachen sind:

• Programmierfehler in Syntax, Logik oder Annahmen (z. B. fehlende Validierung von Benutzereingaben, wodurch Injection-Angriffe ermöglicht werden) werden häufig durch knappe Fristen und vernachlässigte Tests begünstigt.
• Designfehler in Architektur oder Funktionalität (z. B. unzureichende Kontrollen zur Rechteausweitung, die unberechtigten Zugriff ermöglichen). Schlechte Planung oder übereilte Entwicklung können diese Risiken noch erhöhen.
• Abhängigkeiten in der Lieferkette mit versteckten Fehlern (z. B. ungepatchte Schwachstellen in vom Lieferanten bereitgestellten Datenbanken oder Softwarekomponenten).

Warum sind Zero-Day-Schwachstellen gefährlich?

Zero-Day-Schwachstellen treten häufig in weit verbreiteten Systemen auf, wo ein einziger Fehler Millionen von Geräten weltweit gefährden kann. Angreifer nutzen diese Schwächen aus, um traditionelle Abwehrmechanismen zu umgehen, die auf bekannten Bedrohungsmustern beruhen. Solange eine Zero-Day-Schwachstelle nicht behoben wird, sind Unternehmen Bedrohungsakteuren ungeschützt ausgeliefert.

Wie Angreifer Zero-Day-Schwachstellen finden und ausnutzen

Die gängigsten Techniken zum Aufspüren von Zero-Day-Schwachstellen sind Fuzzing und Reverse Engineering. Beim Fuzzing wird versucht, ein System durch das Überfluten mit zufälligen Daten zum Absturz zu bringen. Es ist besonders nützlich, um Code-Injection- und Denial-of-Service-Schwachstellen aufzuspüren. Reverse Engineering hingegen legt die Kernstruktur und Logik des Codes offen, was Angreifern helfen kann, Wege zu finden, die Authentifizierung zu umgehen und ihre Berechtigungen zu erweitern. Auch nicht offengelegte Mängel können auf dem Schwarzmarkt zum Verkauf angeboten werden.

Unabhängig davon, ob die Angreifer das Wissen über eine Sicherheitslücke für sich behalten oder verkaufen, ist der nächste Schritt die Ausnutzung durch Exploits.

Was ist ein Zero-Day-Exploit?

Ein Zero-Day-Exploit ist das Mittel, mit dem Angreifer eine Zero-Day-Schwachstelle ausnutzen. Mit anderen Worten: Die Ausnutzung der Schwachstelle verwandelt diese von einem potenziellen Risiko in eine aktive Bedrohung. Da die Sicherheitslücken den zuständigen Fachkräften in den meisten Fällen unbekannt sind, sind grundlegende Abwehrmaßnahmen gegen diese Ausnutzungen weitgehend wirkungslos.

Arten von Zero-Day-Exploits

Die meisten Zero-Day-Exploits zielen direkt auf Schwachstellen in Software, Systemarchitektur oder Sicherheitsprotokollen ab. Zu den häufigsten Arten von Exploits zählen:

• Remote-Code-Ausführung (RCE) ermöglicht es Angreifern, aus der Ferne unautorisierte Befehle auf einem System auszuführen, um Daten zu stehlen, Malware zu verbreiten oder sogar die Kontrolle über Anwendungen oder Netzwerke zu übernehmen.
• Durch Rechteausweitung können Angreifer Zugriff auf höhere Berechtigungen, wie beispielsweise Administratorrechte, erlangen, um so auf vertrauliche Systeme und Dateien zuzugreifen oder diese zu manipulieren.
• Die Umgehung der Authentifizierung nutzt Schwachstellen in Anmeldeprotokollen, Firewalls oder anderen Sicherheitsmaßnahmen aus, um Angreifern den Zugang zu geschützten Systemen ohne die erforderlichen Anmeldedaten zu ermöglichen.
• Flooding-Techniken können die Bandbreite, den Speicher oder die Verarbeitungsressourcen eines Zielsystems überlasten, was dazu führen kann, dass es nicht mehr reagiert oder abstürzt (Denial-of-Service-Angriff).
• Durch Einschleusen von Schadcode werden schädliche Abfragen oder Anweisungen in eine Anwendung oder Datenbank eingeschleust, um den Betrieb zu stören, sich als User auszugeben, Sitzungen zu übernehmen oder auf vertrauliche Daten zuzugreifen, diese zu verändern oder zu stehlen.
• Speicherkorruption nutzt Fehler bei der Speicherzuweisung aus, wie z. B. Pufferüberläufe, um Code in kritischen Bereichen des Systems zu überschreiben. Dies ermöglicht es Angreifern, Systeme zum Absturz zu bringen, Berechtigungen zu erweitern oder Malware auszuführen.

Sobald eine dieser Techniken erfolgreich ist, wird aus der Zero-Day-Schwachstelle ein Zero-Day-Angriff.

Was ist ein Zero-Day-Angriff?

Bei einem Zero-Day-Angriff wird eine unbekannte, nicht behobene Sicherheitslücke mit einem oder mehreren Exploits kombiniert, um ein Zielsystem zu kompromittieren. Anschließend kann ein Angreifer Malware (wie Spyware, Ransomware oder Remote-Access-Trojaner) installieren, um Daten zu stehlen, Cyberspionage zu betreiben oder den Geschäftsbetrieb zu stören.

Heutige IT-Umgebungen werden immer größer und komplexer, wodurch Zero-Day-Angriffe mehr Möglichkeiten denn je bieten. Insbesondere die Einführung von Cloud-Lösungen, IoT-Geräten und hybriden Infrastrukturen vergrößert die Angriffsfläche. Der Wettbewerbsdruck kann Unternehmen auch dazu veranlassen, Entwicklungszyklen zu verkürzen und wichtige Sicherheitsmaßnahmen auszulassen, wodurch neue Sicherheitslücken entstehen.

Gleichzeitig entwickeln sich Cyberbedrohungen rasant weiter. Staatlich finanzierte Gruppen und zahlungskräftige unabhängige Bedrohungsakteure nutzen hochentwickelte Tools wie Fuzzer und KI-gestützte Tests, um schnell Schwachstellen aufzudecken und auszunutzen, wodurch Unternehmen einem größeren Risiko ausgesetzt werden.

Zero-Day-Angriffe und -Schwachstellen in der Praxis

Zero-Day-Schwachstellen können jede Branche betreffen, von Behörden über die Fertigungsindustrie, den Einzelhandel, das Finanzwesen und das Gesundheitswesen bis hin zu vielen anderen Bereichen. Im Laufe der Jahre spielten sie bei einigen der folgenreichsten und verheerendsten Cyberangriffe der Geschichte eine Rolle.

• Stuxnet (2010): Dieser ausgeklügelte Wurm nutzte fünf Windows-Zero-Day-Schwachstellen aus, um das iranische Atomprogramm anzugreifen, und verursachte kritische Schäden an rund 1.000 Uranzentrifugen.
• Equifax-Datenleck (2017): Eine Zero-Day-Schwachstelle im Apache Struts Webanwendungsframework ermöglichte Angreifern den Zugriff auf vertrauliche personenbezogene Daten von mehr als 147 Millionen Menschen.
• Microsoft Exchange Server-Angriffe (2021): Vom chinesischen Staat finanzierte Hacker nutzten Zero-Day-Schwachstellen im Microsoft Exchange Server aus, um unbefugten Zugriff auf E-Mail-Konten zu erlangen und Schadsoftware zu verbreiten.
• Legacy-Firewalls und VPNs: Die Google Threat Intelligence Group identifizierte allein im Jahr 2024 20 Zero-Day-Schwachstellen in Sicherheits- und Netzwerkprodukten, die 60 % aller Zero-Day-Exploits in Unternehmenssoftware ausmachen. Angreifer konzentrieren sich zunehmend auf Legacy-Lösungen wie Firewalls und VPNs. Google nennt Ivanti, Palo Alto Networks und Cisco als wichtige Ziele.

9 Handlungsempfehlungen zur Abwehr von Zero-Day-Angriffen

Kein Hardware- oder Softwareanbieter kann jemals garantieren, dass seine Lösung frei von Sicherheitslücken ist. Um sich vor Zero-Day-Angriffen zu schützen, müssen Sie daher Ihr Risiko minimieren und die allgemeine Sicherheit erhöhen. Am effektivsten erreichen Sie dies durch die Einführung einer ganzheitlichen Zero-Trust-Architektur. Dadurch wird Ihr Unternehmen in mehrfacher Hinsicht geschützt:

• Sie minimiert Ihre Angriffsfläche, indem Anwendungen und anfällige Ressourcen wie VPNs für das Internet unsichtbar gemacht werden, sodass Angreifer sie nicht finden können.
• Um eine Erstkompromittierung zu verhindern, wird der gesamte Traffic, einschließlich verschlüsselter Daten, in Echtzeit inline überprüft, um fortgeschrittene Bedrohungen wie Zero-Day-Exploits und Malware zu stoppen.
• Sie setzt das Prinzip der minimalen Rechtevergabe durch, indem sie Zugriffsrechte basierend auf Identität und Kontext einschränkt und so sicherstellt, dass nur autorisierte Entitäten auf autorisierte Ressourcen zugreifen können.
• Sie verhindert unbefugte Zugriffe durch eine starke Multifaktor-Authentifizierung (MFA) zur Überprüfung der Useridentitäten.
• Die laterale Bewegungsfreiheit wird eingeschränkt, indem User direkt mit den Anwendungen und nicht mit dem Netzwerk verbunden werden. Dadurch wird das potenzielle Schadenspotenzial eines Angriffs verringert.
• Sie blockiert Insiderbedrohungen durch Inline-Prüfung und -Überwachung, um kompromittierte User mit Zugriff auf Ihr Netzwerk und vertrauliche Ressourcen zu erkennen.
• Um Datenverluste und Datendiebstahl zu verhindern, werden Daten sowohl während der Übertragung als auch im Ruhezustand überprüft.
• Proaktive Abwehrmechanismen wie z. B. Deception-Technologien sorgen dafür, böswillige Akteure in Echtzeit zu überführen und zu neutralisieren.
• Bewerten Sie Ihren Sicherheitsstatus mithilfe von Sicherheitsrisikobewertungen durch Dritte und Purple-Team-Übungen, um Lücken in Ihrem Sicherheitsframework zu identifizieren.

So verhindert Zscaler Zero-Day-Angriffe

Mit der Zscaler Zero Trust Exchange, einer umfassenden Zero-Trust-Architektur, die entwickelt wurde, um die Angriffsfläche zu minimieren, Kompromittierungen zu verhindern, laterale Bewegungen zu unterbinden und Datenverluste zu stoppen, werden Zero-Day-Bedrohungen im Keim erstickt.

Der erweiterte Bedrohungsschutz überwacht den Traffic in Echtzeit, um schädliche Aktivitäten, einschließlich Zero-Day-Exploits, zu erkennen und zu blockieren. Mithilfe KI-gestützter, fortschrittlicher Analysen erkennt und blockiert die Plattform verdächtige Verhaltensweisen, bevor es zu einer Kompromittierung kommen kann.

Unified Vulnerability Management überwacht kontinuierlich Ihr Netzwerk und Ihre Anwendungen, um Schwachstellen zu erkennen und zu priorisieren. Umfassende Erkenntnisse liefern einen konkreten Handlungsplan zur Behebung der Schwachstellen und ermöglichen Ihrem Unternehmen eine deutliche Risikominderung.