Was ist Eine Deep Packet Inspection?

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Deep Packet Inspection (DPI) um einen Prozess, der Ihren Internetverkehr sofort dann eingehend analysiert und verwaltet, wenn Ihr Datenpaket am Netzwerk-Checkpoint oder der Firewall ankommt.

Wenn Sie online eine Anfrage senden, sei es beim Besuch einer Website, beim Übertragen einer Datei oder beim Senden einer E-Mail, wird diese zunächst in kleine Fragmente aufgeteilt, die als Pakete bezeichnet werden. Ein Paket besteht aus Headern und Nutzdaten. Beide enthalten alle Informationen über Absender, Ziel und eigentliche Daten.

Nehmen wir als Beispiel den Router Ihres Zuhauses. Wenn Sie etwas online tun, führt er unter dem Vorwand, Ihr Gerät zu schützen, eine grundlegende Paketprüfung durch. Zunächst prüft er den Header des eingehenden Pakets anhand einer Reihe von Regeln (Access Control List), wie z. B. Quelle/Ziel und IP-Adressen/Portnummern. Wenn ein eingehendes Paket nicht Ihren vorgegebenen Regeln entspricht, blockiert Ihr Router den Zugang zum Netzwerk. Dieser Vorgang wird als konventionelle Paketfilterung bezeichnet.

Im Vergleich zur herkömmlichen Paketfilterung, die nur die Header analysiert, führt eine DPI die Analyse sowohl des Headers als auch der Nutzlast durch. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass unerwünschter Datenverkehr wie Spam, Cyber-Angriffe oder Viren in das Netzwerk gelangen. Jeder, der Ihr Netzwerk überwacht, kann diese Regeln je nach seiner Kontrollebene festlegen. Dies können entweder Sie, Ihr ISP oder Ihr Netzwerkadministrator sein.

Um der rasanten Zunahme von Cyber-Angriffen und böswilligen Eingriffen in jüngster Zeit entgegenzuwirken, setzen zahlreiche Organisationen weltweit die DPI-Technik als Verteidigungsstrategie ein, um den Schutz und die Sicherheit ihrer Mitarbeiter und Netzwerke zu gewährleisten.

Wie Funktioniert DPI?

Im Internet sind verschiedene DPI-unterstützte Tools verfügbar, z. B. Firewalls der nächsten Generation, Tools zur Erkennung von Eindringversuchen, Netzwerküberwachungsgeräte und sogar einige Marken Ihres Heimrouters. Um die DPI-Technik umfassend zu verstehen und zu erfahren, wie sie Ihnen bei der Durchführung einer gründlichen Analyse Ihres Netzwerks hilft, ist die Verwendung eines geeigneten DPI-Tools ebenfalls unerlässlich.

Nachfolgend wird der detaillierte Ablauf der Durchführung einer Deep Packet Inspection-Analyse beschrieben:

1. Paketerfassung: Das DPI-Tool nutzt verschiedene Methoden wie Portüberwachung oder Netzwerk-Taps, um die eingehenden Pakete zu ermitteln.
2. Paketdekodierung: Sobald das Paket erfasst wurde, durchläuft es das gesamte Paket gemäß dem OSI-Modell, beginnend mit der unteren physikalischen Schicht bis zur Anwendungsschicht oben.
3. Protokollanalyse: Deep Packet Inspection-Tools betten eine Liste bekannter Protokolle ein, um zu überprüfen, welches Protokoll das eingehende Paket verwendet. Diese Protokollliste kann von SMTP für E-Mail, HTTP für Webverkehr oder FTP für Dateiübertragungen reichen.
4. Inhaltsanalyse: Wie oben erwähnt besteht der Hauptunterschied zwischen DPI und herkömmlicher Paketinspektion darin, dass der gesamte Inhalt des Pakets, einschließlich seiner Nutzlast, analysiert wird. Es sucht nach bestimmten Signaturen und Mustern, die mit den bekannten schädlichen Inhalten oder den vordefinierten verbotenen Daten übereinstimmen.
5. Aktion: Basierend auf seinen Erkenntnissen wird das DPI-Tool gemäß der vorgegebenen Reihe von Aktionen handeln, um ihm entweder die Fortsetzung zu ermöglichen, es umzuleiten, es zu blockieren oder es für weitere Untersuchungen anzuhalten.
6. Protokollierung: In dieser Phase protokollieren DPI-Tools normalerweise ihre Analyseergebnisse zur späteren Überprüfung. Dies erweist sich als nützlich, um Muster zu erkennen, Netzwerkaktivitäten zu dokumentieren und Probleme zu beheben.

DPI und Konventionelle Paketfilterung

Sofern Sie kein vollständig isoliertes Netzwerk ohne Paketfilterpläne haben, werden Sie sich wahrscheinlich zwischen Deep Packet Inspection (DPI) und herkömmlicher Paketfilterung entscheiden. DPI untersucht sowohl den Header als auch den Paketinhalt, während die Paketfilterung nur den Header auf Details wie Quell-/Ziel-IP, Protokoll und Ports untersucht.

Ursprünglich war die Paketfilterung eine großartige Lösung, da Firewalls große Datenmengen nicht effizient analysieren konnten. Hacker fanden jedoch Wege, die herkömmliche Paketfilterung zu umgehen. Außerdem kann es eine mühsame Aufgabe sein, die Regeln dafür einzurichten, da unangemessene Regelungen die Effizienz des Routers beeinträchtigen können. Dabei muss man bedenken, dass viele Router mehr Rechenleistung benötigen, um Ihr Netzwerk vor eingehenden Bedrohungen zu schützen.

Obwohl DPI mehr Verarbeitungsleistung benötigt, bietet es eine effektivere Lösung zum Blockieren von Bedrohungen und zur Priorisierung des Datenverkehrs, wodurch im Vergleich zur herkömmlichen Paketfilterung der Zwang zur Handhabung zahlreicher Regeleinstellungen reduziert wird.

Die Neigung der Regierungen zu DPI

Verschiedene autoritäre Regierungen verhängen Internetbeschränkungen für ihre Bürger. Diese Beschränkungen reichen vom Zugang zu unvoreingenommenen Informationen über die freie Interaktion mit der internationalen Gemeinschaft bis hin zur Freiheit, ihr Regime öffentlich zu kritisieren. Zu diesen Ländern gehören China, Russia, Egypt, Iran und weitere. Laut einer von Cloudflare durchgeführten Umfrage gab es in letzter Zeit einen rasanten Anstieg der Internetausfälle.

Tatsächlich sind kontinuierliche Internetausfälle auf der ganzen Welt zu einem allgemeinen Trend geworden. Und die Auswirkungen solcher Ausfälle auf die Weltwirtschaft sind enorm. Allein im vergangenen Jahr erlitt die Weltwirtschaft aufgrund von 114 Ausfällen in 23 Ländern einen Verlust von 24 Milliarden US-Dollar.

Eine effektive Lösung für solche Länder, um mit diesem Ausmaß an Verlusten besser umzugehen, könnte darin bestehen, das Internet für ihre Einwohner kostenlos zu machen. Gleichzeitig verhängen sie in Zusammenarbeit mit lokalen ISPs Verbote für Inhalte oder Websites, die innerhalb ihrer Grenzen nicht zugänglich sein sollen. Die Lösung ist so einfach, wie sie scheint.

Es gibt jedoch einen Haken: Versierte Internetfreaks können solche staatlichen Sperren mithilfe von VPN-Diensten umgehen. In solchen Fällen müssen die Regierungen eine DPI-Überwachung implementieren, um die VPN-Nutzung im Land zu erkennen und einzuschränken.

Grundlegende DPI-Anwendungsfälle

Neben anderen wichtigen Vorteilen ist DPI sehr hilfreich bei der Verbesserung der Systemleistung, der Verhinderung von Datenlecks und der Blockierung bösartiger Angriffe auf das Netzwerk. Sehen wir uns im Folgenden kurz alle wichtigen Anwendungsfälle von DPI an:

Malware Schutz

DPI arbeitet hervorragend mit Antiviren-Tools zusammen, um eingehende Cyberbedrohungen wie Viren, Ransomware und Spyware zu identifizieren. Es hilft nicht nur dabei, den gesamten eingehenden Netzwerkverkehr genauer zu untersuchen, sondern hilft auch dabei, ungewöhnliche Verkehrsmuster zu erkennen, falls vorhanden, damit Sicherheitsexperten direkt darauf reagieren können.

Vermeidung von Datenlecks

Deep Packet Inspection analysiert Datenpakete unabhängig von ihrer Richtung, ob sie aus Ihrem Netzwerk eingehen oder ausgehen. Ein praktisches Tool für Unternehmen, um sicherzustellen, dass ihre Daten vor jeglicher Art von Datenlecks geschützt bleiben, ob absichtlich oder versehentlich.

Durchsetzung der Inhaltskonformität

Unternehmen setzen außerdem Deep-Packet-Inspection-Technologien ein, um ihre Inhaltsrichtlinien durchzusetzen und gleichzeitig ihre Mitarbeiter am Zugriff auf potenziell schädliche und bedrohliche Anwendungen wie P2P-Plattformen zu hindern.

Netzwerkoptimierung

Durch die Analyse des Inhalts jedes Pakets ermöglicht DPI Netzwerkadministratoren, die Kontrolle über den Datenfluss durch ihre Netzwerke zu übernehmen. Auf diese Weise können sie bestimmte Datenflüsse durch ihr Netzwerk gegenüber anderen beeinflussen und so eine bessere Optimierung erreichen.

Regulierungspolitik

Mit der DPI-Technik können Organisationen weltweit ihre Datenschutzbestimmungen durchsetzen. Sie hilft ihnen, die über das Netzwerk übertragenen Daten zu überwachen, um ihre Regulierungsrichtlinien zu verwalten und umzusetzen.

Implementierung der Kindersicherung

Obwohl DPI eher für die Nutzung in Unternehmen bekannt ist, können Eltern es auch zu Hause verwenden, um die Online-Aktivitäten ihrer Kinder zu überwachen. Da DPI beim Filtern von Internetinhalten hilft, können Sie den Zugriff auf bestimmte Websites in Ihrem Netzwerk einschränken. Es handelt sich dabei um einen fortgeschritteneren Ansatz als die herkömmlichen URL-abhängigen Filter.

Verbesserung der Streaming- und VoIP-Qualität

Mit der DPI-Technik können Sie auch bestimmten VoIP- und Streaming-Plattformen eine höhere Priorität zuweisen. Auf diese Weise können Sie Sprachanrufe und Online-Streaming mit minimaler Latenz genießen.

DPI-Techniken und – Tools

DPI implementiert verschiedene Techniken und Tools, um bestimmte Pakete zu identifizieren und zu blockieren, die nicht den vordefinierten Richtlinien entsprechen.

• Mustervergleich: DPI vergleicht die eingehenden Pakete mit seiner umfangreichen Bibliothek bekannter Bedrohungen und erkennt bösartige Muster sofort, wenn sie auftreten. Trotz alledem bietet dieser Ansatz keinen eisernen Schutz für Ihr Netzwerk vor unentdeckten oder noch unbekannten Angriffen wie neuer Malware und Viren.
• Protokoll Anamoly: Dieses Protokoll arbeitet mit einer „Standardverweigerungs“-Methode, um den gesamten eingehenden Datenverkehr zu blockieren, sofern Ihre vorgegebenen Regeln dies nicht zulassen. Diese Technik schützt Ihr Gerät vor unbekannten Angriffen, ist jedoch in der Regel sehr restriktiv, da nur begrenzte Datenpakete in Ihr Netzwerk gelangen können.
• Intrusion Prevention System (IPS): IPS funktioniert auch gut mit DPI-Netzwerktechniken, da beide ähnlich funktionieren und Bedrohungen in Echtzeit erkennen. Doch im Gegensatz zu DPI kann es bei IPS manchmal zu Fehlern bei der Erkennung von Bedrohungen kommen. Es ist am besten, ein konservatives Regelwerk zu erstellen, um die Funktionalität des DPI zu optimieren.

Wie Erkennt DPI VPNs?

Seit Beginn der Internetrevolution herrscht zwischen Internetfreaks und den Online-Zensurbehörden ständig Spannungen. Um die Taktiken der ISPs und repressiven Regierungen zu bekämpfen, bestimmte Ports mithilfe von DPI-Techniken zu blockieren, wurde die Verwendung nicht standardmäßiger Ports und VPNs immer beliebter. Infolgedessen begannen die Regierungen, fortschrittlichere DPI-Techniken zu entwickeln.

Kurz gesagt, es ist schwer, DPI zu besiegen, da es mehrere Möglichkeiten anwendet, den gesamten Paketinhalt zu untersuchen, um VPN-Verkehr zu identifizieren. Einige dieser Methoden sind wie folgt:

Protokollanalyse

In diesem Prozess hilft die DPI-Technik dabei, das Protokoll der Pakete zu identifizieren, z. B. ob sie ein VPN-Protokoll verwenden, indem ihre gesamten Formate und Strukturen genauer analysiert werden. Normalerweise umfassen VPN-Protokolle OpenVPN, L2TP, PPTP oder IKEv2.

Analysieren der Paketgröße

DPI hilft Ihnen auch dabei, die Gesamtgröße der Pakete abzuschätzen. Wenn Sie Unregelmäßigkeiten in der Größe feststellen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein VPN genutzt wird.

Verhaltensanalyse

Die DPI-Technik ermöglicht eine eingehende Analyse eines bestimmten Netzwerkverhaltens. Dadurch können wir feststellen, ob es sich um VPN-Verkehr oder normalen Verkehr handelt. Beispielsweise eine ungewöhnliche Menge an Internetverkehr, der von einem einzelnen Server ausgeht, oder eine sofortige Änderung der IP-Adresse eines bestimmten Pakets. In beiden Szenarien kann man leicht die Verwendung eines VPN vermuten.

Wie Implementiert Technologie DPI?

Auch im technischen Bereich bietet die Deep Packet Inspection verschiedene Vorteile, darunter:

• Netzwerksicherheitstool: DPI verwendet mehrere Techniken, um bevorstehende Bedrohungen zu erkennen. Dies macht Organisationen auf potenzielle Gefahren aufmerksam und hilft ihnen, die zur Bewältigung dieser Gefahren erforderlichen Änderungen vorzunehmen.
• Netzwerkverkehrsmanagement: DPI priorisiert Datenpakete, was bedeutet, dass Sie den Netzwerkverkehr verwalten können, indem Sie die Priorität der für Ihr Unternehmen wichtigen Daten festlegen.
• P2P-Downloads verhindern: Pakete können nach Empfänger und Inhalt analysiert werden, sodass Sie P2P-Downloads stoppen können.
• Verwalten von Remote-Computern: DPI hilft Unternehmen dabei, remote arbeitende Personen über ein VPN zu verfolgen. Es trägt auch dazu bei, die Verbreitung von Spyware vom PC eines Mitglieds auf andere zu verhindern. Darüber hinaus kann DPI den Unternehmen dabei helfen, zu entscheiden, auf welche Apps oder Dienste die Mitglieder zugreifen sollen und auf welche nicht.
• Integration mit Warnsoftware: Wenn DPI eine Bedrohung oder Gefahr erkennt, benachrichtigt es die Teammitglieder mithilfe verschiedener Tools sofort, damit diese entsprechend reagieren können.

Vorteile der DPI-Technik

Die Deep Packet Inspection-Methode bietet die folgenden Vorteile:

1. Netzwerksicherheit: Wenn DPI in ein Intrusion-Prevention-System (IPS) und eine Intrusion-Detection integriert ist, hilft es bei der Bewältigung von Distributed-Denial-of-Service-Angriffen (DDOS) und anderen schädlichen Bedrohungen durch Ransomware, Viren oder Würmer, die andere vorbeugende Maßnahmen möglicherweise nicht identifizieren können. DPI funktioniert genauso wie ein Antivirenprogramm, unterscheidet sich jedoch dadurch, dass es die Bedrohungen erkennt, bevor sie den Endbenutzer überhaupt beeinträchtigen. Mithilfe von DPI können Unternehmen beispielsweise Malware oder Viren stoppen, bevor sie in das Netzwerk gelangen. Darüber hinaus hilft es, die Nutzung Ihrer proprietären Anwendungen in bestimmten Regionen zu kontrollieren.
2. Datenverlust verhindern: Durch den Einsatz der DPI-Technik können Unternehmen zudem die Kontrolle über ihre Daten behalten. Beispielsweise müsste jeder innerhalb des Unternehmens eine Genehmigung einholen, bevor er eine E-Mail mit vertraulichen Daten außerhalb seines Netzwerks verschickt.
3. Internet-Verkehrsmanagement: Mit der DPI-Methode kann man den Webverkehr und den Informationsfluss filtern, um sein Netzwerk zu optimieren. Auf diese Weise kann DPI so konfiguriert werden, dass wichtige Nachrichten sofort empfangen werden oder ihre P2P-Downloads in den Prioritätsmodus versetzt werden. Auf diese Weise beeinflussen ISPs normalerweise den Benutzerverkehr durch Drosselung. Inhaltsanbieter können ISPs auch auffordern, die Zugänglichkeit ihrer Inhalte in bestimmten Regionen zu sperren, damit sie nicht illegal heruntergeladen werden können.
4. Online-Zensur: Verschiedene Länder mit niedrigeren Bewertungen der Internetfreiheit setzen DPI ein, um die Zugänglichkeit bestimmter Arten von Inhalten zu überwachen und zu kontrollieren, wie z. B. Social-Media-Plattformen und unethische Inhalte auf Webseiten wie Pornos sowie politische Opposition oder religiöse Opposition.
5. Zielgerichtete Werbung: Wie bei DPI können ISPs die persönlichen Vorlieben, Vorlieben und Abneigungen ihrer Benutzer sowie den gesamten Inhalt der Datenpakete überwachen und erfassen. Verschiedene Werbeagenturen können diese Informationen nutzen, um ihre Zielgruppe mit den von ihnen bevorzugten Inhalten anzusprechen.

Nachteile von DPI

Obwohl DPI als Netzwerkverwaltungstool dient, ist es nicht ohne Mängel. Es bringt verschiedene Herausforderungen mit sich, die sorgfältig geprüft werden müssen, bevor man seinen Fähigkeiten vertrauen kann.

DPI kann die Leistung beeinträchtigen, da es erhebliche Rechenleistung erfordert. Angesichts der bereits zugewiesenen Verantwortlichkeiten von Routern, wie NAT-Firewall und Stateful Inspection, erhöht die Verwendung von DPI die Komplexität der gesamten Netzwerkinfrastruktur.

Bei der Verwendung von DPI treten Datenschutzbedenken auf, da seine Verwendung sowohl Vorteile als auch Nachteile mit sich bringen kann. Obwohl DPI dabei hilft, Malware zu blockieren und Hackerangriffe abzuwehren, können ISPs und staatliche Aufsichtsbehörden seine Funktionalität auch missbrauchen, um bestimmte Inhalte einzuschränken oder ihre Bürger online zu überwachen.

Bei der Überprüfung des verschlüsselten Datenverkehrs mit DPI nimmt die Komplexität des gesamten Prozesses zu, da die End-to-End-Verschlüsselung des Datenverkehrs die Überprüfung des Paketinhalts erschwert. Die Situation ist jedoch einfacher zu handhaben, als es scheint. Trotz der zunehmenden Verwendung von verschlüsseltem Internetverkehr (einschließlich VPN- oder HTTPS-Datenverkehr und bestimmter Messaging- oder E-Mail-Plattformen) greifen viele Unternehmen auf DPI zurück, da der Bedarf an Rechenleistung sinkt.

Abschluss

Deep Packet Inspection ist eine Technik zur Analyse und Verwaltung des Netzwerkverkehrs. Es bietet nicht nur Vorteile für Netzwerkadministratoren und ISPs, sondern auch für Cybersicherheitsexperten und Organisationen, die eine erweiterte Analyse und Kontrolle des Netzwerkverkehrs suchen.

Darüber hinaus hat die Technik erheblich zum Technologiebereich beigetragen. Während DPI so viele Vorteile bietet, hat es auch Nachteile – eine übermäßige Nutzung kann sich negativ auf die Gesamteffizienz des Netzwerks auswirken.

FAQs

Wie funktioniert Deep Packet Inspection?

Bei der Deep Packet Inspection werden eingehende und ausgehende Datenpakete mithilfe verschiedener Techniken und Tools analysiert. Einige dieser Methoden umfassen verhaltensbasierte und signaturbasierte Analysen. Mithilfe dieser Techniken können Muster, Protokolle und Anomalien in den Daten verfolgt werden.

Welche Vorteile bietet die Verwendung von DPI?

DPI bietet großartige Vorteile für das gesamte Technologiespektrum, beispielsweise Verkehrsmanagement, Verhinderung von Datenverlust, Verwaltung von Remote-Mitarbeitern, Integration mit Warnsoftware usw.

Gibt es Nachteile bei der Verwendung von DPI?

DPI wirft aufgrund einer eingehenden Prüfung der Benutzerdaten, potenzieller Latenzen, die die Netzwerkleistung beeinträchtigen, Schwierigkeiten bei der Verschlüsselung des Datenverkehrs, des Bedarfs an leistungsfähiger Hardware und der Auswirkungen auf die Netzwerkgeschwindigkeit mehrere Datenschutzbedenken auf.