SPAM  und deren Bekämpfung  II

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis   IV

Tabellenverzeichnis IV   

Abk  ürzungsverzeichnis  V

1  Einleitung  1

2  Bedeutung der E-Mail  2

2.1  Entstehung des Internets und der E-Mail  2

2.2  Definition  3

2.3  Technischer Aufbau  3

2.4  Versand  5

2.4.1  Benutzerschnittstelle  5

2.4.2  Verwendete Protokolle  6

3  SPAM und seine ökonomische Bedeutung  10

3.1  Definition  10

3.2  Wortherkunft  11

3.3  Geschichtlicher Hintergrund  11

3.4  Kategorien  12

3.4.1  Kommerzielle Werbung  12

3.4.2  Nicht-kommerzielle Werbung  12

3.4.3  Malware  13

3.4.4  Phishing  14

3.4.5  Hoaxes, Kettenbriefe und Scam  14

3.4.6  Joe Jobs  16

3.4.7  Bounce Message  17

3.5  Adressherkunft  17

3.6  Statistik  19

3.7  Wirtschaftlicher Schaden  21

3.8  Interne / Externe Lösung  23

4  Anti-SPAM Maßnahmen  26

4.1  Vorsorge-Maßnahmen  26

4.2  Filtertechniken auf der Server-Seite vor der Mail Zustellung  27

4.2.1  Blacklist  27

4.2.2  Whitelist  29

4.2.3  Reputationsfilterung  30

4.2.4  Greylisting  31

4.2.5  Sender Policy Framework  31

SPAM  und deren Bekämpfung  III

4.2.6  Domain Keys  32

4.3  Filtertechniken auf der Server-Seite nach der Mail Zustellung  33

4.3.1  Heuristische Verfahren  33

4.3.2  Prüfsummenvergleiche  34

4.3.3  Statistische Methoden  35

4.4  Filtertechniken auf der Client Seite  35

4.4.1  Heuristische Verfahren und Prüfsummenvergleiche  35

4.4.2  Statistische Methoden  35

4.5  Gesetze gegen SPAM  37

5  Bewertung der Anti Spam-Maßnahmen  39

5.1  Empfehlenswerte Maßnahmen  39

5.1.1  Black- und Whitelist  39

5.1.2  Reputationsfilterung  40

5.1.3  Heuristische Verfahren  41

5.1.4  Prüfsummenvergleiche  42

5.1.5  Statistische Methoden  42

5.2  Eingeschränkt empfehlenswerte Maßnahmen  43

5.2.1  Greylisting  43

5.2.2  Sender Policy Framework  44

5.2.3  Domain Keys  44

6  Fazit  46

Literaturverzeichnis   VI

SPAM  und deren Bekämpfung  IV

Abbildungsverzeichnis   

Abbildung  1: Vergleich des Aufbaus von Brief und E-Mail  4

Abbildung  2: E-Mail Übermittlungsprozess  6

Abbildung  3: Übermittlung der Daten beim SMPT Protokoll  7

Abbildung  4: Aufkommen der Malware-Angriffe im Jahr 2008  13

Abbildung  5: Aufkommen der Phising Angriffe im Jahr 2008  14

Abbildung  6: Auszug des Wumi Abdul Nigerian Scam  16

Abbildung  7: Herkunftsländer der SPA-MMails im Jahr 2008  20

Abbildung  8: Themengebiete der SPA-MMails im Jahr 2008  20

Abbildung  9: Orte der Filterung  26

Abbildung  10: Skala des Reputationswertes  30

Abbildung  11: Funktionsweise des DKIM  33

Formel  1: Bayes Formel  36

Formel  2: Annahme für Bayes-Filter  36

Formel  3: Berechnung anhand des Bayes-Filter  37

Tabellenverzeichnis   

Tabelle 1:  Verwendete Codes und deren Beschreibung  8

Tabelle 2:  Monatliche Kosten durch SPAM  21

Tabelle 3:  SPAM / HAM Bewertung  22

Tabelle 4:  Spammer-Profit vs. Betriebswirtschaftl. Schaden beim Empfänger  23

Tabelle 5:  Monatliche Kosten durch SPAM mit Anti-Spam-Maßnahmen  24

Tabelle 6:  Verteilung HAM / SPAM für Bayes-Filter  36

Tabelle 7:  Prozentualer Anteil HAM / SPAM  36

Tabelle 8:  Maßnahmen Empfehlung  39

SPAM und deren Bekämpfung V Abkürzungsverzeichnis ARPA Advanced Research Projects Agency BSI Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik DCC Distributed Checksum Clearinghouse DKIM DomainKeys Identified Mail DNS Domain Name System DNSBLs Domain Name System Blacklists DNSBWLs Domain Name System Whitelists IMAP Internet Message Access Protocol IP Internet Protocol ISDN Integrated Services Digital Network ISO Internationalen Standardisierungsorganisation MDA Mail Delivery Agent MIME Multipurpose Internet Mail Extensions MTA Mail Transfer Agent MUA Mail User Agent OSI Open Systems Interconnection Reference Model PKI Public Key Infrastructure POP Post Office Protocol RBL Real Time Blackhole List RFC Request for Comment RHSBL Right Hand Sided Blacklist SMTP Simple Mail Transfer Protocol SPAM SPiced hAM SPIM SPAM over Instant Messaging SPIT SPAM over Internet Telephony SPOM SPAM over Mobile Phone TCP Transmission Control Protocol UBE Unsolicited Bulk Email UCE Unsolicited Commercial Email UML Unified Modeling Language UWG Gesetz gegen den unlauteren Wettbewerb

SPAM und deren Bekämpfung 1

1 Einleitung

Vor 25 Jahren war es in Deutschland so weit, die erste E-Mail ist in Karlsruhe eingegangen. Zum heutigen Zeitpunkt ist dieses Kontaktmedium nicht mehr weg zu denken. 2009 nutzen bereits ca.43 Millionen der Bundesbürger die E-Mail. 1

Doch mit der Weiterentwicklung und Verbreitung der E-Mail sind auch die Missbrauchsfälle dieses Kontaktmediums gestiegen. Unerwünschte Werbenachrichten und andere unerwünschte Mitteilungen (SPAM) gehören mittlerweile zu der E-Mail dazu. Im Jahr 2008 lag der Anteil der SPAM-Mails bei 82,1 %. 2

Aus diesem Grund wurden verschiedene Filtertechniken entwickelt um die Nutzer der E-Mail Dienste vor dem großen SPAM-Aufkommen zu schützen. Aber auf Grund der Vielzahl der diversen Anti-SPAM-Maßnahmen wird es immer schwieriger für den Nutzer eine richtige Beurteilung über die Effizienz und Funktionalität der verschiedenen Mechanismen zu treffen. In dieser Arbeit werden daher einige Filtertechniken vorgestellt und anhand ihrer Vor-und Nachteile beurteilt.

Bevor eine solche Beurteilung aber getroffen werden kann, ist es wichtig dass zuerst die Grundlagen der E-Mail näher erläutert werden. In Kapitel 2 wird die E-Mail näher definiert und der technische Aufbau aufgezeigt. Des Weiteren wird auf den Versand, insbesondere die Benutzerschnittstellen und die verwendeten Protokolle eingegangen.

SPAM kann in unterschiedlichster Weise an die Nutzer gelangen. Daher wird im 3. Kapitel SPAM für diese Arbeit genauer definiert und die verschiedenen Arten werden erläutert. Weiter wird der wirtschaftliche Schaden, der durch SPAM entstehen kann, aufgezeigt.

Anschließend beschäftigt sich das 4. Kapitel mit der Bekämpfung von SPAM. Es wird auf verschiedene Filtertechniken sowie allgemeine Maßnahmen eingegangen.

In Kapitel 5 wird nun erläutert inwiefern die vorgestellten Anti-SPAM-Maßnahmen empfehlenswert sind. Es folgt eine Auflistung der Vor- und Nachteile und eine Bewertung.

Zum Schluss dieser Arbeit wird ein kurzes Fazit gegeben.

¹ Vgl. Bundesverband Informationswirtschaft: 25 Jahre E-Mail in Deutschland. http://www.bitkom.org/de/presse/8477_60576.aspx, Abruf am: 2009-09-07.

² Vgl. Kaspersky Labs GmbH: Kaspersky Security Bulletin Spam im Jahr 2008. http://www.selfphp.de/internet-security/analysen/index.php?id=200883644, 2009-03-09,

Abruf am 2009-09-07.

SPAM und deren Bekämpfung 2

2 Bedeutung der E-Mail

Bevor das Thema SPAM näher erläutert werden kann, ist es enorm wichtig einige allgemeine und technische Grundzüge im Rahmen der E-Mail-Nachricht näher zu betrachten.

2.1 Entstehung des Internets und der E-Mail

Der Ursprung des Internets wurde 1966 durch die Arbeitsgruppe ARPA (Advanced Research Projects Agency) geschaffen. Diese Arbeitsgruppe wurde vom US-Verteidigungsministerium ins Leben gerufen. Das erste funktionierende Netzwerk bestand Ende 1969 zwischen vier Universitäten, die Nutzung beschränkte sich auf die akademische und militärische Forschung. Im Laufe der Jahre ist das ARPAnet mit weiteren Netzen verschmolzen und der Begriff des Internets (international network) entstand. Die Anzahl der Nutzer ist ständig gewachsen, im Jahr 1989 waren in dem Netzwerk schon über 100.000 Host´s verfügbar. 1990 wurde dann endgültig das ARPAnet aufgegeben. ³ Das daraus entstandene Internet überstieg bereits 1992 die Anzahl von über 1.000.000 Hosts. ⁴ Im Dezember 2008 nutzen bereits über eine Milliarde Menschen weltweit das Internet. 5

Mit dem Aufbau des ARPAnets/ Internets ist auch das Kommunikationsmedium E-Mail entstanden, genauer genommen wurde die E-Mail 1971 durch den Computertechniker Ray Tomlinson entwickelt. Ray Tomlinson war Mitarbeiter eines privaten Forschungsuntenehmens namens „Bolt Berandek an Newman“. „Bolt Berandek an Newman“ wurde vom US-Verteidigungsministerium mit dem Aufbau des ARPAnets betraut. Die E-Mail ist letztendlich aus einer Kombination des ARPAnets und einem von Tomlinson geschriebenen Programm entstanden und galt ursprünglich eher als „Spielerei“. Die erste E-Mail Kommunikation hat zwischen zwei Rechnern stattgefunden, die sich im gleichen Raum befanden. Der genaue Inhalt dieser ersten E-Mail ist unbekannt. ⁶ Um den Adressaten und den Computer unterscheiden zu können benutzte Tomlin-

³ Vgl.Zeit fürdie Schule: Internet. http://wwwalt.phil-fak.uni-duesseldorf.de/infowiss/admin/public_dateien/files/2/1204032507trkulja_01.pdf, Abruf am: 2009-07-30.

⁴ Vgl. Zakon, R. H: Die Geschichte des Internet.

http://www.michaelkaul.de/Geschichte/geschichte.html, Abruf am: 2009-07-30.

⁵ Vgl. Kawamoto, D.; Beiersmann S.: Zahl der Internetnutzer weltweit übersteigt Milliardengrenze.

http://www.zdnet.de/news/wirtschaft_telekommunikation_zahl_der_internetnutzer_weltwei t_uebersteigt_milliardengrenze_story-39001023-39201613-1.htm, 2009-01-26, Abruf am: 2009-09-07.

⁶ Vgl. Hartl, G.: E-Mail, http://www.uni-

bielefeld.de/paedagogik/Seminare/moeller02/03email/geschichte.html, Abruf am: 2009-07-

30

SPAM und deren Bekämpfung 3

son das @-Zeichen. Das @-Zeichen stellt ein eindeutiges Trennzeichen dar, da es nicht in der Schriftsprache verwendet wurde. ⁷ Mit dieser ersten E-Mail wurde der Meilenstein für ein neues Kontaktmedium geschaffen.

2.2 Definition

Die E-Mail wird von it-wissen wie folgt definiert: „bei E-Mail, der elektronischen Post, handelt es sich um ein personenbezogenes Kommunikationssystem für den Versand von elektronischen Mitteilungen in Form von Briefen, Memos und anderen Texten, an die ein Anhang angehängt werden kann.“ 8 Da die E-Mail mittlerweile zu der wichtigsten und meist verbreitetsten Anwendung im Internet gehört, ist ein einheitlicher Standard sehr wichtig. Dieser Standard zum Aufbau einer E-Mail ist im „Request for Comment“ (RFC) 2822, dem Nachrichtenformat, zu finden. ⁹ Der RFC 2822 spezifiziert den Aufbau von Text-Nachrichten im Rahmen der „elektronischen Post“. Diese Norm ist die Aktualisierung des veralteten Formats RFC 822 „Standard für das Format von ARPA Internet Text Messages". RFC 2822 legt fest das Nachrichten nur den US-ASCII-Bereich von 1 - 127 umfassen. Es befinden sich keine Bestimmungen zur Übertragung von Bild,- oder Audiodateien in dieser Norm. Für die Übermittlung dieser Daten sind weitere RFC eingeführt worden. In der Norm RFC 2822 werden zum Beispiel der Header und der Body einer Textnachricht sowie die genaue Felddefinition näher beschrieben und vereinheitlicht. 10

2.3 Technischer Aufbau

Die E-Mail ist im Vergleich zum Brief von einer ähnlichen Struktur gekennzeichnet, siehe Abbildung 1: Vergleich des Aufbaus von Brief und E-Mail. Sowohl Brief als auch E-Mail bestehen beide aus einem Umschlag (Envelope), einem Kopfteil (Header) und einem Nachrichtenteil (Body).

⁷ Vgl. Haladjian, S.: Die erste E-Mail.

http://www.3sat.de/dynamic/sitegen/bin/sitegen.php?tab=2&source=/neues/sendungen/mag azin/100846/index.html, 2006-11-23, Abruf am: 2009-08-31.

⁸ DATACOM Buchverlag GmbH: E-Mail.

http://www.itwissen.info/definition/lexikon/electronic-mail-E-mail-Elektronische-Post.html, Abruf am: 2009-07-30.

⁹ Vgl. Röhrig, C.: Envelope, Header, Body. http://www.inf.fh-dortmund.de/personen/professoren/roehrig/WS06/tk/tk03-2x2.pdf, Abruf am: 2009-06-18.

¹⁰ Vgl. Resnick, P.: RFC2822 - Internet Message Format.

http://www.faqs.org/rfcs/rfc2822.html, Abruf am: 2009-09-01.

SPAM und deren Bekämpfung 4

Der Envelope -beziehungsweise der Umschlag- enthält alle Informationen, die zum Versenden einer Nachricht benötigt werden wie zum Beispiel Zieladresse und Priorität. Der Umschlag wird ausschließlich zum Versand oder zur Weiterleitung vom Mail Transfer Agent (Erklärung siehe 2.4.1 Benutzerschnittstelle) genutzt. Die Daten werden vom Mailserver gelöscht sobald die E-Mail im Postkorb abgelegt wird, daher sieht der Anwender diese Daten in der Regel nicht. 12

Im Header -dem Kopfteil der E-Mail- sind alle wichtigen Informationen enthalten. Diese Informationen sind auch für den Endnutzer ersichtlich. Es handelt sich um Angaben wie zum Beispiel das Datum, der Betreff, der Absender und der Empfänger. Diese Angaben können allerdings vom Versender beliebig eingestellt werden und müssen daher auch nicht mit den Angaben im Envelope übereinstimmen. Bei dem Vergleich mit dem konventionellen Brief würde dies bedeuten, dass in der Anrede des Briefes eine andere Person angesprochen wird wie die, die auf dem Briefumschlag vermerkt ist. Des Weiteren werden zusätzlich Headerzeilen übermittelt. Die Headerzeilen dienen der Rückverfol- ¹¹ InAnlehnung an: Röhrig, C.: Envelope, Header, Body. http://www.inf.fh-dortmund.de/personen/professoren/roehrig/WS06/tk/tk03-2x2.pdf, Abruf am: 2009-06-18.

¹² Vgl. Carius, F..: Envelope und Header. http://www.msxfaq.de/internet/envelope.htm, Abruf

am: 2009-06-18.

SPAM und deren Bekämpfung 5

gung der E-Mail. Jeder an der Übermittlung teilnehmende Mailserver trägt seine Daten entsprechend ein. 13

Der Body einer E-Mail ist durch eine Leerzeile vom Header getrennt und er enthält die eigentliche Mitteilung der Nachricht. Es wird keine weitere Untergliederung des Bodies getroffen. 14

2.4 Versand

Bei dem Versand von E-Mail Nachrichten werden verschiedene Benutzerschnittstellen und Protokolle benötigt. Die diverseren Teilsysteme und Protokolle werden im Folgenden näher erläutert.

2.4.1 Benutzerschnittstelle

Ein E-Mail-System besteht aus verschiedenen Teilsystemen. Zu diesen Teilsystemen gehören der Mail User Agent (MUA), der Message Transfer Agent (MTA) und der Mail Delivery Agent (MDA). Jedes dieser Teilsysteme hat eine bestimmte Aufgabe beim Versenden und Empfangen der E-Mails. Der Mail User Agent ist ein Client-Programm wie zum Beispiel Outlook Express, Eudora, Mozilla Thunderbird oder ähnliche. Dieser Client ist dafür zuständig dass E-Mails empfangen, geschrieben, gelesen und versendet werden können. Der Mail User Agent sendet die Daten zu einem SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, Erklärung siehe: 2.4.2 Verwendete Protokolle) Client. Der SMTP Client ist in den meisten Fällen im MUA integriert. Nach der Übermittlung werden die Daten an den Message Transfer Agent weitergesendet. ¹⁵ Der Message Transfer Agent ist für den Transport der E-Mails zuständig. Beim Versand der E-Mail wird die Nachricht so lange von einem Server zum nächsten Server weitergeleitet bis die Nachricht bei dem Zielrechner angelangt ist. Sobald der MTA eine Nachricht von einem MUA oder einem anderen MTA erhalten hat, analysiert er diese Mitteilung und leitet sie an seinen MUA weiter oder sendet die Nachricht an einen anderen MTA. ¹⁶ Sowohl innerhalb der „Sending Organization“ als auch der „Receving Organization“ kann die Nachricht über mehrere MTA´s laufen. Die Mail Transfer Agent´s kommunizieren über das SMTP Protokoll miteinander. Zur Veranschaulichung des Versendungs-Prozesseses siehe Abbildung 2: E-Mail Übermittlungsprozess.

¹³ Vgl. Hochstein, T.: E-Mail-Header lesen und verstehen. http://www.thh.de/faq/headerfaq.php#headerzeilen, Abruf am: 2009-06-18.

¹⁴ Vgl. Hochstein, T.: E-Mail-Header lesen und verstehen. http://www.thh.de/faq/headerfaq.php#headerzeilen, Abruf am: 2009-06-18.

¹⁵ Vgl. Reinecke, S.: MUA. http://www.devlex.de/MUA-p114.html, Abruf am: 2009-06-18.

¹⁶ Vgl. WEKA MEDIA GmbH & Co.KG: MTA. http://www.datenschutz-

praxis.de/lexikon/m/mta.html, Abruf am: 2009-06-18.

SPAM und deren Bekämpfung 6

Zum physikalischen Abruf der E-Mails ist, wie in der Abbildung 2 zu sehen, ein Mail Delivery Agent (MDA) zwischen Mail Transfer Agent und Mail User Agent gestellt. Die E-Mail wird im „message store“ gespeichert und kann vom Nutzer dort abgerufen werden. ¹⁸ Die zwei wichtigsten Protokolle, die hier verwendet werden, sind das POP Protokoll (Post Office Protocol, siehe 2.4.2 Verwendete Protokolle) und das IMAP Protokoll (Internet Message Access Protocol, siehe 2.4.2 Verwendete Protokolle). Der Server wird, je nach Verwendung des genutzten Protokolls POP Server oder IMAP Server genannt. 19

2.4.2 Verwendete Protokolle

Bei der E-Mail werden unterschiedliche Protokolle verwendet. Die am häufigsten genutzten Protokolle sind:

- Das Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): dieses dient zum Mailver-sand und -Transport,

- Das Post Office Protocol 3 (POP3): dieses ist zuständig für den Abruf von Mails von einem Mailserver und

¹⁷ In Anlehnung an: Schryen, G.: Anti-Spam Measures Analysis and Design. Springer, Aachen 2007, S. 30.

¹⁸ Vgl. Tscholak, M.; Niemann, F.; v. Drachenfels, J.: E-Mail Kommunikation. http://www.training.telekom.de/internet/telekom-training/pdf/07_wissen_heute/leseproben/aktuelles_heft/SMTP.pdf, Abruf am: 2009-06-18.

¹⁹ Vgl. Thiemann, P.: Mail Agenten. http://electures.informatik.uni-

freiburg.de/portal/download/71/8954/05_2_Mail_JavaMail.pdf, Abruf am: 2009-06-18.

SPAM und deren Bekämpfung 7

- Das Internet Message Access Protocol (IMAP): dieses bietet die Möglichkeit des Zugriffes auf Mailboxen, die auf Mailservern liegen. 20

SMTP wurde in den 80ern entwickelt. Das Protokoll ist sehr einfach gehalten. Es enthält keine spezielle Berücksichtigung auf Sicherheitsthemen wie Authentifizierung, Vollständigkeit und Geheimhaltung. Bei SMTP erfolgt zum Beispiel keine Überprüfung ob der angegebene Absender auch der richtige Absender ist. Die Kommunikation zwischen Server und Client erfolgt wie in Abbildung 3: Übermittlung der Daten beim SMPT Protokoll dargestellt. 21

Jede Übermittlung mittels SMTP erfolgt in 3 Schritten:

(1) Zu Beginn erfolgt eine Begrüßung und die Anmeldung des Senders an den Empfänger mit dem EHLO/HELO Kommando.

(2) Im darauf folgenden Schritt wird von dem Client die Absenderadresse (MAIL FROM) und die Empfängeradresse (RCPT TO) übermittelt. (3) Sobald der DATA Befehl übermittelt wird, wird der Inhalt der eigentlichen E-Mail übertragen.

²⁰ Vgl. tu-Chemnitz: E-Mail Protokolle kurz erklärt. http://www.tuchemnitz.de/urz/mail/protokolle.html, Abruf am: 2009-06-18.

²¹ Vgl. Bundesamt für Sicherheit: Anti-SPAM Strategien. http://www.bsi.de/literat/studien/antispam/antispam.pdf, Abruf am: 2009-24-06.

²² In Anlehnung an: Bundesamt für Sicherheit: Anti-SPAM Strategien.

http://www.bsi.de/literat/studien/antispam/antispam.pdf, Abruf am: 2009-24-06.