Funktionsweise von AES

AES verschlüsselt Daten in 128-Bit-Blöcken, unabhängig von der gewählten Schlüsselgröße. Der Prozess besteht aus mehreren Runden, wobei jede Runde vier Hauptoperationen umfasst: SubBytes, ShiftRows, MixColumns und AddRoundKey. Jeder Schritt ist entscheidend für die Umwandlung der Eingabedaten in einen verschlüsselten Zustand. Die Anzahl der Runden hängt von der Schlüsselgröße ab: 10 Runden bei 128-Bit-Schlüsseln, 12 bei 192-Bit und 14 bei 256-Bit-Schlüsseln.

Best Practices für die Anwendung von AES

Für die effektive Nutzung von AES empfehlen sich folgende Praktiken:

1. Wahl der Schlüsselgröße: 128-Bit-Schlüssel eignen sich für die meisten Anwendungen, während 256-Bit-Schlüssel für besonders sensible Daten empfohlen werden.
2. Sichere Schlüsselverwaltung: Es ist essenziell, den Schlüssel sicher zu speichern und zu übertragen.
3. Regelmäßige Updates: Um den neuesten Sicherheitsstandards gerecht zu werden, sind regelmäßige Softwareaktualisierungen wichtig.

Anwendungsbeispiele für AES

Beispiel 1: Dateiverschlüsselung

Es wird häufig zur Verschlüsselung von Dateien eingesetzt. Nur Personen mit dem entsprechenden Schlüssel können auf den Inhalt zugreifen.

Beispiel 2: Sichere Datenübertragung

Viele VPN-Dienste nutzen es, um Daten zwischen Nutzer und Server zu verschlüsseln und so einen sicheren Datenkanal zu schaffen.

Beispiel 3: WLAN-Sicherheit

Im WPA2-Standard für WLAN-Sicherheit wird AES eingesetzt, um Daten zwischen Geräten und Routern sicher zu übertragen.

Durch seine Vielseitigkeit und starke Sicherheitsmerkmale ist AES ein wesentlicher Bestandteil in der Welt der Datenverschlüsselung und -sicherheit.

Fazit

Der Advanced Encryption Standard stellt einen entscheidenden Meilenstein in der Entwicklung der Datenverschlüsselung dar. Seine Stärke liegt in der Kombination von Flexibilität, Robustheit und einfacher Implementierung. Mit der Fähigkeit, Schlüsselgrößen von 128, 192 und 256 Bits zu verwenden, bietet es ein hohes Maß an Sicherheit und passt sich verschiedenen Sicherheitsanforderungen an. Die Anwendung reicht von der Verschlüsselung persönlicher Dateien über die Sicherung von Datenübertragungen im Internet bis hin zur Gewährleistung der Sicherheit in drahtlosen Netzwerken. In einer Welt, in der die Sicherheit digitaler Daten immer wichtiger wird, bleibt AES ein unverzichtbares Werkzeug im Arsenal der Informationssicherheit. Seine anhaltende Relevanz und Verlässlichkeit machen AES zu einem Standard, auf den sich Organisationen und Einzelpersonen gleichermaßen verlassen können, um ihre digitalen Informationen effektiv zu schützen.

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Was ist TOR?

TOR, was für „The Onion Router“ steht, bietet ein Netzwerk, das Internetverbindungen durch eine Kette von Computern, sogenannten Nodes, leitet. Dieses Design stellt sicher, dass die Daten mehrere Schichten der Verschlüsselung durchlaufen, ähnlich wie die Schichten einer Zwiebel, bevor sie das endgültige Ziel erreichen. Dieses mehrschichtige System stellt sicher, dass die Identität des Benutzers und der Ursprung seiner Daten verborgen bleiben.

Ursprung und Entstehung

Es hat seine Wurzeln in den 1990er Jahren, als Forscher des U.S. Naval Research Laboratory, darunter Paul Syverson, Michael Reed und David Goldschlag, an der Entwicklung von Technologien für anonyme Kommunikation arbeiteten. Ihre Forschung führte zur Erstellung des ursprünglichen Onion Routing Protokolls. 2002 wurde es dann offiziell als ein Open-Source-Projekt veröffentlicht.

Das TOR-Projekt (Hier die offizielle Website), eine gemeinnützige Organisation, die man im Jahr 2006 gegründet hat, hat sich darauf spezialisiert, das TOR-Netzwerk zu pflegen und weiterzuentwickeln. Es handelt sich um ein weltweites Netzwerk von Freiwilligen, die ihre Computer als Relays zur Verfügung stellen.

Optimal aufsetzen und nutzen

Das Einrichten ist relativ einfach:

1. TOR Browser herunterladen: Der einfachste Weg, es zu verwenden, ist über den TOR Browser, der auf Firefox basiert. Er ist für Windows, macOS und Linux verfügbar und lässt sich wie jeder andere Webbrowser installieren.
2. Browser starten und verbinden: Nach der Installation startet man den Browser und stellt eine Verbindung zum TOR-Netzwerk her.
3. Surfen: Man kann nun Websites besuchen, wobei die Identität und der Standort verborgen bleiben.

Zu beachten:

• Nicht ohne VPN: Für zusätzliche Sicherheit nutzen einige Anwender TOR in Kombination mit einem VPN.
• Kein Download: Das Herunterladen von Dateien darüber kann riskant sein, da dies die Anonymität potenziell gefährdet.
• Plug-ins deaktivieren: Plug-ins wie Flash können die Anonymität beeinträchtigen, also besser deaktivieren.

Beispiel: Journalisten und Aktivisten

Ein gutes Beispiel für die Nutzung von TOR sind Journalisten und Aktivisten in Ländern mit restriktiven Regierungen. Sie nutzen es, um sicher und anonym im Internet zu recherchieren, zu kommunizieren und Berichte zu veröffentlichen, ohne Repressalien fürchten zu müssen.

Fazit

TOR bietet ein hohes Maß an Anonymität und Schutz im Internet. Mit der richtigen Einrichtung und Beachtung einiger Sicherheitsrichtlinien kann jeder die Vorteile dieses Netzwerks nutzen. Es bleibt ein wichtiges Werkzeug für all jene, die Wert auf ihre digitale Privatsphäre legen.

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Software-Firewall – Der digitale Wachposten

Was ist das?
Eine Software-Firewall ist ein Programm, das auf einem Computer oder Server installiert ist, um den ein- und ausgehenden Datenverkehr zu überwachen und zu kontrollieren. Sie bestimmt, welche Anwendungen auf das Netzwerk zugreifen dürfen und welche Art von Datenverkehr erlaubt ist.

Hauptvorteile:

• Flexibilität bei der Installation und Konfiguration
• Schutz auf Anwendungsebene, der spezifische Programme und Prozesse überwacht
• Regelbasierte Steuerung, die Benutzern detaillierte Kontrolle gibt

Beliebte Software-Firewall-Optionen:

• pfSense: Ein leistungsstarkes Open-Source-Firewall- und Router-Betriebssystem, das auf FreeBSD (Siehe auch den Beitrag über Linux) basiert und für seine Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit geschätzt wird.
• ZoneAlarm: Eine etablierte Firewall-Lösung, die sowohl für ihre einfache Benutzeroberfläche als auch für ihren effektiven Schutz gegen Eindringlinge bekannt ist.
• Windows Firewall: Die integrierte Firewall von Microsoft, die standardmäßig mit Windows-Betriebssystemen geliefert wird, bietet grundlegenden, aber soliden Schutz gegen unerwünschten Datenverkehr.
• Norton Personal Firewall: Ein Produkt von Symantec, das häufig in Kombination mit deren Antivirus-Software angeboten wird.
• Avast Internet Security: Avast ist bekannt für sein Antivirus-Programm, aber ihre Internet-Sicherheitssuite enthält auch eine Firewall-Komponente.
• Outpost Firewall: Ein Produkt von Agnitum, das sowohl in kostenloser als auch in kostenpflichtiger Version erhältlich ist.
• Comodo Firewall: Dies ist eine kostenlose Firewall-Lösung von Comodo Group, die oft für ihre benutzerfreundlichen Funktionen und ihre effektive Überwachungsfähigkeit gelobt wird.
• GlassWire: Dieses Tool bietet nicht nur Firewall-Funktionen, sondern auch eine detaillierte Netzwerküberwachung, mit der Benutzer den Datenverkehr und die Netzwerkaktivität visualisieren können.
• TinyWall: Ein leichtgewichtiger, benutzerfreundlicher Firewall-Controller für Windows, der die eingebaute Windows-Firewall verbessert, anstatt sie zu ersetzen.
• NetBarrier: Eine Lösung speziell für macOS, die den eingehenden und ausgehenden Datenverkehr überwacht und kontrolliert.
• IPFire: Ein Open-Source-Firewall-Betriebssystem, das auch als dediziertes System auf Hardware laufen kann, um als Hardware-Firewall zu dienen.

Es ist wichtig zu beachten, dass man bei der Auswahl einer Software-Firewall die spezifischen Anforderungen und die Netzwerkumgebung berücksichtigen sollte. Einige Lösungen sind besser für Heimnetzwerke geeignet, während andere robust genug sind, um in größeren Unternehmensumgebungen Einsatz zu finden. Es ist auch ratsam, regelmäßig nach Updates zu suchen und sicherzustellen, dass die Firewall stets auf dem neuesten Stand ist, um optimalen Schutz zu gewährleisten.

Hardware-Firewall – Der physische Schild

Was ist das?
Eine Hardware-Firewall ist ein dediziertes Gerät, dass zwischen einem internen Netzwerk und dem externen Internet (oder anderen Netzwerken) positioniert wird. Es filtert und überwacht den gesamten ein- und ausgehenden Datenverkehr.

Hauptvorteile:

• Zentralisierter Schutz für mehrere Systeme oder das gesamte Netzwerk
• Bietet oft höhere Geschwindigkeiten und Stabilität
• Kann vor vielen softwarebasierten Bedrohungen schützen, indem sie isoliert arbeitet

Beliebte Hardware-Firewall-Anbieter:

Es gibt zahlreiche Anbieter von Hardware-Firewalls auf dem Markt, die eine breite Palette von Funktionen und Schutzniveaus für unterschiedliche Anforderungen bieten. Einige der bekanntesten und am häufigsten eingesetzten Hardware-Firewall-Lösungen sind:

• Barracuda CloudGen Firewall: Ein umfassendes Produkt, das fortschrittliche Bedrohungserkennung mit Netzwerkoptimierung kombiniert.
• SonicWall: Diese Firewalls von Dell sind bekannt für ihre Deep-Packet-Inspection und ihre Fähigkeit, auch verschlüsselten Verkehr zu inspizieren.
• Juniper SRX Series: Eine Suite von High-Performance-Gateways von Juniper Networks, die sowohl Firewall-Schutz als auch VPN-Dienste bieten.
• Check Point Firewall: Einer der Pioniere im Firewall-Markt, bekannt für ihre erweiterten Sicherheitsfunktionen und das Management-Interface.
• Palo Alto Networks Next-Generation Firewalls: Bietet Features wie Anwendungserkennung, Intrusion Prevention und Advanced Threat Protection.
• Meraki Security Appliances: Ein Produkt von Cisco, das Cloud-Management mit Hardware-Sicherheit kombiniert, was die Verwaltung von verteilter Infrastruktur erleichtert.
• Untangle NG Firewall: Ein Gerät, das Netzwerksicherheit, Webfilterung und Bandbreitenoptimierung kombiniert.
• Zyxel ZyWALL: Ein Produktreihe, die sowohl für kleine Unternehmen als auch für größere Organisationen geeignet ist, mit einer einfachen Benutzeroberfläche und soliden Sicherheitsfunktionen.

Diese Hardware-Firewall-Lösungen bieten in der Regel eine Reihe von Größen und Modellen an, je nach den spezifischen Anforderungen und dem Netzwerkumfang des Benutzers. Bei der Auswahl einer Hardware-Firewall ist es wichtig, sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Gerät mit den Anforderungen des Netzwerks skaliert werden kann.

Die Synergie: Warum nicht beides nutzen?

Viele Unternehmen und sicherheitsbewusste Individuen nutzen sowohl Hardware- als auch Software-Firewalls, um einen mehrschichtigen Sicherheitsansatz zu verfolgen. Während die Hardware-Firewall als erstes Bollwerk gegen Bedrohungen dient und das gesamte Netzwerk schützt, kann die Software-Firewall auf individueller Ebene agieren, um spezifische Anwendungen und Datenflüsse zu überwachen. Das Ergebnis ist ein umfassenderes und robusteres Schutzsystem.

Fazit:

In der heutigen digitalisierten Welt sind Firewalls kein Luxus, sondern eine Notwendigkeit. Die Kombination aus Hardware- und Software-Firewalls stellt sicher, dass sowohl das gesamte Netzwerk als auch einzelne Systeme optimal geschützt sind. Ein mehrschichtiger Sicherheitsansatz, der beide Typen nutzt, bietet den besten Schutz gegen die ständig wachsende Bedrohung durch Cyberangriffe.

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Was ist ein VPN?

Ein Virtual Private Network (VPN) erstellt eine private Verbindung über ein öffentliches Netzwerk, häufig das Internet. Es ermöglicht Benutzern, Daten zu senden und zu empfangen, während die Sicherheit, Funktion und Privatsphäre eines privaten Netzwerks beibehalten wird. VPNs nutzen Verschlüsselung und andere Sicherheitsmechanismen, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer auf das Netzwerk zugreifen können und dass die Daten nicht abgefangen werden können.

Wie funktioniert ein VPN?

VPNs verbergen die tatsächliche IP-Adresse eines Benutzers und ersetzen sie durch die IP-Adresse des VPN-Servers. Dies kann auch dazu verwendet werden, geografische Beschränkungen zu umgehen, indem eine Verbindung zu einem Server in einem anderen Land hergestellt wird. Die Daten, die zwischen dem Benutzer und dem VPN-Server gesendet werden, werden verschlüsselt, um sicherzustellen, dass sie privat und sicher bleiben.

Warum wird ein VPN benötigt?

Die Notwendigkeit eines VPNs ergibt sich aus drei Hauptgründen: Datenschutz, Sicherheit und Freiheit. VPNs schützen die Privatsphäre, indem sie die Internetaktivitäten eines Benutzers vor Neugierigen, einschließlich Internetdienstanbietern, verbergen. Sie erhöhen die Sicherheit, indem sie Daten verschlüsseln und so sicherstellen, dass sie nicht abgefangen oder gestohlen werden können. Und sie ermöglichen die Freiheit, indem sie es Benutzern ermöglichen, geografische Beschränkungen zu umgehen und auf Inhalte zuzugreifen, die sonst blockiert oder eingeschränkt wären.

Auswahl eines VPN-Anbieters

Bei der Auswahl eines VPN-Anbieters sollte auf eine Reihe von Faktoren geachtet werden. Dazu gehören die Qualität der Verschlüsselung, die Anzahl der verfügbaren Server und deren Standorte, die Geschwindigkeit der Verbindung, die Preisgestaltung und die Datenschutzrichtlinien des Anbieters. Es ist wichtig, einen Anbieter zu wählen, der eine starke Verschlüsselung und eine klare Datenschutzrichtlinie bietet und keine Benutzerdaten protokolliert.

Risiken und Grenzen von VPNs

Obwohl VPNs viele Vorteile bieten, haben sie auch ihre Grenzen und Risiken. Einige Websites und Dienste blockieren den Zugriff von VPN-Servern, was zu eingeschränkter Funktionalität führen kann. Es ist möglich, dass die Nutzung eines VPNs die Verbindungsgeschwindigkeit negativ beeinflusst. Darüber hinaus sind nicht alle VPN-Anbieter gleich und einige können riskant sein, insbesondere kostenlose Dienste, die oft Benutzerdaten sammeln und verkaufen.

Alternativen zu VPNs

Proxy Server

Proxy-Server können in einigen Fällen als Alternative zu VPNs dienen, sie bieten jedoch in der Regel nicht das gleiche Maß an Sicherheit und Datenschutz.

Ein Proxy-Server fungiert als Vermittler zwischen dem Benutzer und dem Internet, ähnlich wie ein VPN. Man kann es verwenden, um die IP-Adresse des Benutzers zu verbergen und geografische Beschränkungen zu umgehen. Allerdings verfügen die meisten Proxy-Server nicht über die starken Verschlüsselungsmechanismen, die VPNs verwenden, um die Daten des Benutzers zu schützen. Daher sind sie anfälliger für Abfangen und Überwachung.

Außerdem können Proxy-Server die Internetgeschwindigkeit oft stärker verlangsamen als VPNs und sie sind in der Regel nicht in der Lage, alle Internetverbindungen auf einem Gerät zu routen, sondern funktionieren nur auf Anwendungsebene.

Daher, während Proxy-Server in bestimmten Situationen nützlich sein können, insbesondere wenn es nur darum geht, geografische Beschränkungen zu umgehen, bieten sie im Allgemeinen nicht das gleiche Niveau an Sicherheit, Datenschutz und Gesamtverbindungsschutz, das VPNs bieten.

Einen spezifischen Beitrag zu einem Proxy Server habe ich hier (Proxy – Sicher, schnell und zuverlässig) geschrieben.

Das Tor-Netzwerk

Tor, das für „The Onion Router“ steht, ist ein Netzwerk, das Internetverbindungen über mehrere verschachtelte Server (die sogenannten Tor-Knoten) leitet, um Anonymität zu gewährleisten. Während Tor eine starke Anonymität bietet, kann es die Internetgeschwindigkeit erheblich verlangsamen und einige Websites blockieren Tor-Verbindungen.

Smart DNS

Ein Smart DNS (Domain Name System) ist ein Dienst, der den DNS-Server, den ein Gerät verwendet, ändert, um geografische Beschränkungen zu umgehen. Es bietet jedoch keine zusätzliche Sicherheit oder Verschlüsselung.

https

https (Hypertext Transfer Protocol Secure) ist eine sichere Version des https-Protokolls, das Websites verwenden. Es verschlüsselt die Verbindung zwischen einem Benutzer und einer Website, um den Datenverkehr zu schützen. Es schützt jedoch nur den Datenverkehr zwischen dem Benutzer und der Website und bietet keinen Schutz für andere Internetverbindungen oder Aktivitäten.

Einen spezifischen Beitrag zu https und https habe ich hier (https und https – Eine Reise zur Web-Sicherheit) geschrieben.

Ende-zu-Ende-Verschlüsselung

Bei der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung kann man Daten so verschlüsseln, dass nur die kommunizierenden Benutzer sie entschlüsseln. Es wird oft in Messaging-Apps und anderen Kommunikationstools verwendet. Hierzu kann man sich auch die Beiträge über Signal und Delta Chat anschauen. Es schützt jedoch nur die Daten innerhalb der verschlüsselten Kommunikation und nicht andere Internetverbindungen oder Aktivitäiten.

Fazit

VPNs spielen eine immer wichtigere Rolle in der digitalen Welt, da sie Datenschutz, Sicherheit und Freiheit im Internet bieten. Bei der Auswahl eines VPN-Anbieters sollten Benutzer jedoch vorsichtig sein und Anbieter auf der Grundlage ihrer Sicherheitsmerkmale, Datenschutzrichtlinien und Leistungsfähigkeit bewerten. Trotz ihrer Grenzen und potenziellen Risiken stellen VPNs ein unverzichtbares Werkzeug für eine sichere und private Internetnutzung dar. Empfehlungen werde ich keine Aussprechen, da mir dieses Thema etwas zu heikel ist. Dennoch gibt es in der nahen Zukunft bestimmt noch die Vorstellung der ein oder anderen VPN Lösung.

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Sie ist als bedarfsgerechte Verfügbarkeit von Computer-Systemressourcen, insbesondere von Datenspeichern (Cloud Storage) und Rechenleistung zu verstehen. Mittlerweile kann man fast die gesamte IT-Infrastruktur ganzer Unternehmen in die Cloud verfrachten. Darüber hinaus wird es heutzutage fast schon erwartet, dass der Administrator bzw. Nutzer die Server als auch die Komponenten der Infrastruktur nicht mehr direkt bzw. aktiv selbst verwalten oder warten müssen.

Große Cloud-Anbieter stellen oft Server bzw. Funktionen zur Verfügung, die auf mehrere Standorte und Systeme verteilt sind. Dadurch werden die Verfügbarkeit und die Zugriffszeiten auf einem optimalen Niveau und redundant gehalten. In der Regel handelt es sich bei jedem dieser „Zugriffspunkte“ meistens um eigenständig agierende Rechenzentren. Cloud Computing beruht auf der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen, um im Best-Case-Szenario maximale Kohärenz bzw. Redundanz und damit eine erhöhte Ausfallsicherheit zu erreichen. Meistens wird ein „Pay-as-you-go“-Modell angeboten, welches zur Kostensenkung beitragen soll, aber auch zu unerwartet hohen Betriebskosten führen kann.

Seit wann schicken wir unsere Daten in, durch und über die Wolken durch Cloud Computing?

Die ersten Time-Sharing-Konzepte wurden in Form von RJE realisiert. Was an „JRE“ „Java Runtime Environment“ erinnert, dass ich durchaus in einem späteren Beitrag thematisieren werde, sich aber eigentlich um Remote Job Entry bzw. Remote-Job-Eingabe handelt. Die Konzepte dafür erfreuten sich einer gewissen Popularität in den 60ern größtenteils bei den Computergiganten IBM und DEC. Anfang der 70er waren Time-Sharing-Lösungen auf Plattformen wie Multics (auf GE-Hardware), Cambridge CTSS und den ersten UNIX-Ports (auf DEC-Hardware) verfügbar. Dennoch war das „Rechenzentrums“-Modell, bei dem die Benutzer den Betreibern Aufträge zur Ausführung auf den IBM-Mainframes erteilten, vorherrschend.

Ist/war Time-Sharing bereits Cloud Computing?

In der Informatik handelt es sich bei Time-Sharing, um die gemeinsame Nutzung einer Rechenressource durch viele Benutzer zur gleichen Zeit mittels Multiprogramming und Multitasking.

Was ist/war RJE

Es ist ein Verfahren, mit dem von entfernten Arbeitsplätzen aus Anfragen für nicht interaktive Datenverarbeitungsaufgaben (Jobs) an Großrechner gesendet werden und damit auch den Prozess des Empfangs der Ausgabe solcher Jobs an einem entfernten Arbeitsplatz zu ermöglichen.

Das Aufkommen als führendes Computermodell in den 70er Jahren stellte einen bedeutenden technologischen Wandel in der Geschichte der Computertechnik dar. Durch die Möglichkeit, dass viele Benutzer gleichzeitig mit einem einzigen Computer interagieren konnten, senkte die Kosten für die Bereitstellung von Rechenkapazitäten drastisch und ermöglichte es Einzelpersonen und Organisationen, einen Computer zu nutzen, ohne diesen besitzen zu müssen. Zeitgleich wurde dadurch die interaktive Nutzung von Computern und die Entwicklung neuer interaktiver Anwendungen gefördert bzw. vorangetrieben.

In den 90er Jahren begannen Telekommunikationsunternehmen, die zuvor hauptsächlich dedizierte Punkt-zu-Punkt-Datenleitungen anboten. 

Was ist eine (P2P) Punkt-zu-Punkt-Verbindung

Eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ist eine private Datenverbindung, die zwei oder mehr Standorte für private Datendienste sicher miteinander verbindet. Es handelt sich dabei in der Regel um einen geschlossenen Netzdatentransportdienst, der nicht über das öffentliche Internet läuft und von Natur aus etwas „sicherer“ ist. Ich persönlich kannte als Vergleich das Tunneling, welches in der Regel bei VPN-Diensten zum Einsatz kommt. VPN-Dienste (Virtual Private Networks). Dieses Thema werde ich zu einem späteren Zeitpunkt in einem separaten Beitrag aufgreifen.

Weiter mit der Entstehungsgeschichte

Sie begannen, das Cloud-Symbol zu verwenden, um die Grenze zwischen dem, wofür der Anbieter und dem, wofür die Nutzer verantwortlich waren, zu markieren. Mit dem Cloud Computing wurde diese Grenze auf alle Server und die Netzinfrastruktur ausgedehnt. Mit der zunehmenden Verbreitung von Computern erforschten Wissenschaftler neue Möglichkeiten. Primär um die Rechenleistung in großem Maßstab durch Time-Sharing einer größeren Audienz zur Verfügung zu stellen.

Sie experimentierten mit Algorithmen zur Optimierung der Infrastruktur, der Plattformen und Anwendungen. Primär zur Priorisierung der Berechnungen durch die CPUs, der auszuführenden Aufgaben und zur Steigerung der Effizienz für die Endnutzer. CPU’s = Central Processing Unit – Die zentrale Recheneinheit – In anderen Worten, das Gehirn des Computers. Hier werden in einem bestimmten Rhythmus Befehle interpretiert und ausgeführt.

Die Verwendung der Cloud-Metapher für virtualisierte Dienste geht mindestens auf General Magic aus dem Jahr 1994 zurück. Die wurde verwendet, um das Universum der „Orte“ zu beschreiben, die mobile Agenten in der Telescript-Umgebung aufsuchen konnten. Wie von Andy Hertzfeld beschrieben:

„Das Schöne an Telescript“, so Andy, „ist, dass wir jetzt nicht mehr nur ein Gerät zum Programmieren haben, sondern die gesamte Cloud, in der ein einzelnes Programm zu vielen verschiedenen Informationsquellen reisen und eine Art virtuellen Dienst erstellen kann.“

Die Verwendung der Cloud-Metapher wird dem Kommunikationsmitarbeiter von General Magic, David Hoffman, zugeschrieben. Es basiert auf der langjährigen Verwendung im Netzwerk- und im Telekommunikationsbereich.

Im Jahr 2002 legte dann Amazon mit der Tochtergesellschaft Amazon Web Services nach. Es ermöglichte Entwicklern, innovative und unternehmerische Anwendungen zu entwickeln. Im März 2006 führte Amazon seinen Simple Storage Service (S3) ein. Dicht gefolgt von Elastic Compute Cloud (EC2) im August desselben Jahres. Diese Produkte leisteten so gesehen Pionierarbeit für die Nutzung der Server-Virtualisierung bzw. zur Bereitstellung von IaaS (Infrastructure as a Service). Dazu aber später mehr. 

Im April 2008 veröffentlichte Google die Beta-Version von Google App Engine, welches PaaS, dass eine vollständig gewartete Infrastruktur und eine Bereitstellungsplattform für Benutzer zur Erstellung von Webanwendungen in den gängigen Programmiersprachen Python, Node.js und PHP bot. Dies war damals etwas völlig neuartiges. Ziel war es, einige der für ein IaaS-Modell typischen Verwaltungsaufgaben zu eliminieren. Gleichzeitig sollte eine Plattform geschaffen werden, auf der die Nutzer solche Anwendungen einfacher bereitstellen und je nach Bedarf skalieren konnten.

Ebenfalls im Jahr 2008 wurde dann Nebula veröffentlicht. Ein Produkt aus einem Programm der NASA, dass im Rahmen des von der Europäischen Kommission finanzierten „RESERVOIR“-Projekts weiterentwickelt wurde. Es wurde zur ersten quelloffenen Software für den Einsatz privater und hybrider Clouds.

Mitte 2008 sah Gartner bereits die erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass Cloud Computing die Beziehung zwischen den Nutzern von IT-Diensten und denjenigen, die IT-Dienste zur Verfügung stellen, grundsätzlich verändern wird. Gartner ging davon aus, dass Individuen und Unternehmen von unternehmenseigenen Hardware- und Software-Assets zu Service-basierten Modellen wechseln werden. Diese Verlagerung auf das Cloud Computing, sollte in einigen Bereichen zu einem dramatischen Wachstum und in anderen Bereichen zu einer deutlichen Reduzierung bei IT-Produkten führen.

So schlecht war die Prognose eigentlich gar nicht. Wir befinden uns nach wie vor in diesem Prozess 😀

Im gleichen Jahr startete die U.S. National Science Foundation (NSF) das Cluster Exploratory-Programm, um akademische Forschungsarbeiten zu finanzieren, die Google-IBM-Clustertechnologie zur Analyse großer Datenmengen einsetzen sollte.

Wieso Cloud Computing?

Das Ziel des Cloud Computing ist es, den Nutzern die Möglichkeit zu geben, von allen „neuen“ Technologien zu profitieren, ohne, dass man über tiefgreifende Kenntnisse oder Erfahrungen mit jeder einzelnen Technologie verfügen muss. Die Cloud soll die Kosten senken und den Nutzern helfen, sich auf ihr Kerngeschäft zu konzentrieren. IT-Hindernisse sollen die Arbeit nicht behindern. Die wichtigste Grundlagentechnologie für Cloud Computing ist die Virtualisierung. Virtualisierungssoftware unterteilt ein physisches Computersystem in ein oder mehrere virtuelle Maschinen. Jedes Einzelne zur Ausführung Verwendung und Verwaltung von Computeraufgaben.

Durch die Virtualisierung auf Betriebssystemebene, die im Wesentlichen ein skalierbares System aus mehreren unabhängigen Computergeräten schafft, können ungenutzte Computerressourcen effizienter zugewiesen und genutzt werden. Virtualisierung bietet die nötige Flexibilität, um den IT-Betrieb zu beschleunigen und die Kosten durch eine bessere Auslastung der Infrastruktur zu senken. Autonomic Computing automatisiert den Prozess, durch den der Benutzer Ressourcen nach Bedarf bereitstellen kann. Durch die Minimierung des Benutzereingriffs soll die Automatisierung die Prozesse beschleunigen, die Arbeitskosten senken und die Möglichkeit menschlicher Fehler reduzieren.

Obwohl die serviceorientierte Architektur „Everything as a Service“ (mit den Akronymen EaaS oder XaaS oder einfach aas) befürwortet, bieten Cloud-Computing-Anbieter ihre „Dienste“ nach verschiedenen Modellen an. Diese sind in die drei Standardmodelle nach NIST gegliedert. Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) und Software as a Service (SaaS). Diese Modelle bieten eine zunehmende Abstraktion. Sie werden daher oft als Schichten in einem Stapel dargestellt. Infrastruktur-, Plattform- und Software-as-a-Service, aber diese müssen nicht miteinander verbunden sein. So kann man beispielsweise SaaS auf physischen Maschinen implementieren. Jedoch ohne die zugrunde liegenden PaaS- oder IaaS-Schichten zu verwenden. Und umgekehrt kann ein Programm auf IaaS ausgeführt und direkt darauf zugegriffen werden, ohne es als SaaS zu verpacken.

Infrastructure as a service (IaaS)

Infrastructure as a Service stellt Unternehmen IT-Ressourcen zur Verfügung. Darunter fallen Server-, Netzwerkkomponenten und Speicher, sowie Stellflächen im Rechenzentrum auf der Basis nutzungsabhängiger Gebühren.

Die Vorteile von IaaS

• Man muss nicht in eigene Hardware investieren oder für die Wartung persönlich eingreifen.
• Die Infrastruktur kann bei Bedarf zur Unterstützung dynamischer Workloads skaliert werden.
• Bei Bedarf erhält man relativ flexible und innovative Services.

Platform as a Service (PaaS)

Platform as a Service stellt eine Cloud-basierte Umgebung mit allen Komponenten bereit. Zur Unterstützung des gesamten Lebenszyklus, von der Erstellung bis zur Bereitstellung, von webbasierten (Cloud-) Anwendungen.

Die Vorteile von PaaS

• Schnellere Entwicklung und Markteinführung von Anwendungen.
• Bereitstellung neuer Webanwendungen in der Cloud innerhalb kürzester Zeit.
• Geringere Komplexität mit Middleware as a Service.

Software as a Service (SaaS)

Cloud-basierte Anwendungen – oder Software as a Service. Im Grunde genommen auf Remote-Computern „in der Cloud“ ausgeführt, deren Eigentümer und Betreiber in der Regel externe Anbieter sind. Die Nutzer stellen über das Internet und primär über einen Web-Browser eine Verbindung zu diesen Remote-Computern her.

Die Vorteile von SaaS

• Man kann nach der Anmeldung und Einrichtung relativ schnell mit der Nutzung und Erstellung innovativer Anwendungen beginnen.
• Der Zugriff auf Anwendungen und Daten ist von jedem angebundenen Endgerät aus möglich.
• Bei einem Ausfall des Endgeräts kommt es zu keinem Datenverlust, da die Daten in der Cloud gespeichert sind.
• Der Service kann dynamisch an die Anforderungen der Nutzung angepasst werden.

Public Cloud

Eigentümer und Betreiber von Public Clouds sind Unternehmen oder Individuen, die schnellen Zugriff auf kosteneffiziente IT-Ressourcen über ein öffentliches Netzwerk bereitstellen möchten. Bei Public-Cloud-Services müssen die Nutzer keine Hardware, Software oder unterstützende Infrastruktur einkaufen. Die sind und bleiben in der Regel Eigentum des jeweiligen Providers und werden von diesem betrieben und gewartet.

Vorteile der Public Cloud

• Innovative SaaS-Anwendungen, die von CRM-Anwendungen (Customer Resource Management) über das Transaktionsmanagement bis zu Datenanalysen reichen.
• Flexible, skalierbare IaaS für sofort einsatzbereite Speicher- und Rechenservices.
• Leistungsfähige PaaS für Cloud-basierte Umgebungen für die Anwendungsentwicklung und -bereitstellung.

Private Cloud

Eine Private Cloud ist eine Infrastruktur, die nur für ein einziges Unternehmen oder ein einziges Individuum betrieben wird. Für deren Management und Hosting kommt entweder das Unternehmen, der Nutzer selbst oder ein externer Provider in Frage. Private Clouds können die Effizienz der Cloud nutzen. Sie bieten jedoch mehr Kontrolle über die Ressourcen und verzichten auf die Nutzung des Multi-Tenant-Modells.

Vorteile der Private Cloud

• Self-Service-Schnittstelle zur Steuerung der Services, die IT-Mitarbeitern oder Spezialisten eine schnelle Provisionierung, Zuordnung und Bereitstellung von IT-Ressourcen bei Bedarf ermöglicht.
• Hochautomatisiertes Management von Ressourcenpools für alle Aspekte von Rechenkapazität bis zu Speicher, Analytics und Middleware.
• Ausgereifte Sicherheit und Governance, die für die Anforderungen des jeweiligen Unternehmens konzipiert sind.

Hybrid Cloud

Eine Hybrid Cloud nutzt eine Private-Cloud als Grundlage, die mit der strategischen Integration und Nutzung von Public-Cloud-Services kombiniert wird. Tatsächlich kann eine Private Cloud nicht isoliert von den übrigen IT-Ressourcen eines Unternehmens oder Individuums und der Public Cloud existieren. Die meisten Unternehmen und Individuen mit Private Clouds, weiten das Workload-Management auf eine Kombination von Rechenzentren, Private Clouds und Public Clouds aus. Dadurch entstehen Hybrid Clouds.

Vorteile einer Hybrid Cloud

• Möglichkeit für Nutzer und Unternehmen, kritische Anwendungen und sensible Daten in einer traditionellen Rechenzentrumsumgebung oder einer Private Cloud auszuführen bzw. zu speichern.
• Nutzung von Public-Cloud-Ressourcen wie SaaS (für die neuesten Anwendungen) und IaaS (für anpassungsfähige virtuelle Ressourcen).
• Einfachere Portierbarkeit von Daten, Anwendungen und Services plus größere Auswahl an Bereitstellungsmodellen.

Nachteile aller Cloud Computing Lösungen

Nun, bevor ich zu jeder einzelnen Lösung jeweils die Nachteile aufzähle, hier die Nachteile für alle Lösungen zusammengefasst.

• Datensicherheit & Datenverfügbarkeit – Das Argument der Abhängigkeit von einem Anbieter kann für Individuen Unternehmen schwer wiegen.
• Begrenzte Individualisierung.
• Abhängigkeit vom Cloud-Anbieter und Cloud-Dienstleister.
• Schlechte Portabilität – Wenn man mal den Anbieter wechseln will.
• Verfügbarkeit – Ja, man benötigt immer einen Internetanschluss. Ansonsten geht gar nichts 😀

Fazit

Soweit ich es beurteilen kann, ist Cloud Computing bereits im Unternehmensalltag angekommen. Nach der anfänglichen Skepsis und Unsicherheit, gehen die meisten Individuen, Unternehmen und bekannte Dienst- und Content-Creator über in die Cloud. Sie entwickeln immer mehr Cloud Computing Anwendungen und Dienste. Sicherlich ist nicht außer acht zu lassen, dass die größeren Anbieter eher im amerikanischen Raum vertreten sind. Folglich wird dadurch auch eine gewisse Abhängigkeit geschaffen.

Es zeigt sich jedoch auch, dass traditionelle Anwendungen, Netzwerkstrukturen und Bereitstellungsmodelle neuen, innovativen Anwendungen nicht mehr lange standhalten können. Die Nutzer erwarten auch bei der mobilen Arbeit einen einfachen Zugang und eine gewisse Flexibilität. Dies kann fast nur über Cloud Lösungen ermöglicht werden.

In meiner Idealvorstellung kann sich eine globale Netzwerk-Infrastruktur bilden lassen, die von Landesgrenzen relativ losgelöst ist. Ich kann mir vorstellen, dass in der Zukunft dezentralisierte Open Source Cloud Computing Plattformen geschaffen werden. Diese können dem Nutzer bzw. der Gesellschaft einen Mehrwert bieten. Ohne zeitgleich ein Vermögen von einzelnen Individuen oder Unternehmen zu fordern. Ein Sprungbrett dafür bietet die Blockchain und die bereits bestehende globale Open Source Gemeinde. Und vielleicht kann auch so das Fundament für ein funktionsfähiges Metaverse geschaffen werden.

Die Netzwerk-Infrastruktur wird sich ohnehin weiterentwickeln, um sich den durch Virtualisierung und Cloud Computing getriebenen Innovationen rasch anzupassen. Cloud Computing befindet sich meiner Meinung nach immer noch in einer gewissen Entwicklungsphase. Daher können bereits heute die Weichen dafür gestellt werden, um nicht nur den vereinigten Staaten die Hoheit über Cloud Lösungen zu überlassen, sondern der ganzen Welt als Einheit.

Der Beitrag Cloud Computing – Skalierbare Ressourcen und grenzenlose Möglichkeiten für agile Lösungen erschien zuerst auf CEOsBay.