Zero-Day-Schwachstelle: Beispiele, Erkennung und Prävention

Stellen Sie sich vor, dass ein Schatten in Ihrer Software lauert, ein unsichtbarer Riss im Fundament, der ausgelöst werden kann, bevor jemand überhaupt weiß, dass er existiert. Das ist die eigentliche Gefahr von Zero-Day-Schwachstellen, bisher unbekannten Schwachstellen in Protokollen, Software oder Anwendungen, die keine Zeit für eine Verteidigung lassen. Definitionsgemäß gibt es keinen Patch und keine Warnung. Hacker nutzen diese Schwachstellen in freier Wildbahn aus, während Entwickler und Benutzer nichts davon mitbekommen und das Unbekannte in eine Waffe verwandeln.

Laut der Threat Intelligence Group von Googlehaben Angreifer im Jahr 2024 75 Zero-Day-Schwachstellen ausgenutzt, ein Rückgang gegenüber 98 im Jahr 2023, aber immer noch deutlich mehr als die 63 im Jahr 2022. Bemerkenswert, 44% dieser Zero-Days auf Unternehmensplattformen ab, gegenüber 37 % im Jahr 2023, wobei fast zwei Drittel der Zero-Days in Unternehmen Sicherheits- und Netzwerkprodukte betrafen. Die Ausnutzung von Browsern und mobilen Geräten ging dagegen stark zurück: Die Zahl der Zero-Days bei Browsern sank im Vergleich zum Vorjahr um etwa ein Drittel und bei mobilen Geräten um fast die Hälfte.

Aber was genau ist eine Zero-Day-Schwachstelle? Das erfahren Sie in diesem Leitfaden. Lesen Sie weiter!

Was ist eine Zero-Day-Schwachstelle?

Eine Zero-Day-Schwachstelle ist ein versteckter Fehler in Software, Hardware oder Protokollen, der von den Entwicklern noch nicht entdeckt oder gepatcht wurde. Da keine Korrektur verfügbar ist, haben Angreifer ein "Zero-Day"-Fenster, um die Schwachstelle auszunutzen, bevor sie öffentlich bekannt wird. Diese Schwachstellen werden oft mit bösartigem Code verpackt und manchmal als Zero-Day-Angriffe oder Day-0-Exploits bezeichnet.

Zero-Day-Schwachstellen sind gefährlich, weil sie Angreifern die Oberhand geben: Unternehmen wissen nichts von der Schwachstelle, es gibt keine Sicherheitsupdates, und herkömmliche Verteidigungsmaßnahmen erkennen die Bedrohung möglicherweise nicht.

Die Begriffe "Zero-Day-Schwachstelle", "Zero-Day-Exploit" und "Zero-Day-Angriff" werden oft synonym verwendet, bedeuten aber nicht dasselbe. Jeder Begriff steht für eine andere Phase im Lebenszyklus einer Sicherheitslücke, von der versteckten Schwachstelle selbst über die Tools, die sie ausnutzen, bis hin zum realen Angriff, der Schaden anrichtet:

• Zero-Day-Schwachstelle → die unentdeckte Schwachstelle in einem System.
• Zero-Day-Exploit → die Methode oder der Code, den Hacker verwenden, um die Schwachstelle auszunutzen.
• Zero-Day-Angriff → der eigentliche Cyberangriff, der mit Hilfe des Exploits durchgeführt wird.

Sobald eine Sicherheitslücke entdeckt und gepatcht wurde, gilt sie nicht mehr als Zero-Day.

Wichtige Beispiele

Zero-Day-Schwachstellen waren die Ursache für einige der schädlichsten Cyberangriffe der Geschichte. Diese Schwachstellen, die oft jahrelang unbemerkt bleiben, verschaffen Angreifern ein kritisches Zeitfenster, um Daten zu stehlen, Dienste zu stören oder Malware zu installieren, bevor eine Lösung verfügbar ist.

Hier sind einige bemerkenswerte Beispiele:

• Heartbleed (2014): Eine Schwachstelle in OpenSSL, durch die Angreifer sensible Daten wie private Schlüssel direkt aus dem Serverspeicher stehlen konnten.
• Shellshock (2014): Eine Schwachstelle in der Bash-Shell, die entfernten Angreifern erlaubt, beliebige Befehle auf Linux- und macOS-Systemen auszuführen.
• Equifax-Verletzung (2017): Hacker nutzten eine Apache-Struts-Schwachstelle aus, um die Daten von 145 Millionen Menschen zu stehlen, darunter auch Sozialversicherungsnummern.
• WannaCry (2017): Ein Ransomware-Wurm, der eine Windows-SMB-Schwachstelle (EternalBlue) ausnutzt und mehr als 300.000 Systeme weltweit infiziert hat.
• Malware-Angriffe auf Krankenhäuser: Gesundheitsdienstleister wie das Hollywood Presbyterian Medical Center waren von Ransomware- und Phishing-Kampagnen betroffen, die häufig durch Zero-Day-Exploits ausgelöst wurden.

Gemeinsame Ziele

Ein Zero-Day-Exploit kann auf jede Person oder Organisation abzielen, die damit Gewinne erzielen kann. Zu den üblichen Zielen gehören:

• Hochwertige Ziele, darunter Regierungsbehörden, Finanzinstitute und Einrichtungen des Gesundheitswesens.
• Unternehmen mit schlechter Cybersicherheit.
• Unternehmen, die Daten von Nutzern wie Namen, Kontaktdaten, Finanzdaten, Adressen, Sozialversicherungsnummern, medizinische Daten usw. speichern.
• Unternehmen, die mit vertraulichen Daten umgehen.
• Unternehmen, die Software und Hardware für Kunden entwickeln.
• Unternehmen, die für den Verteidigungssektor arbeiten.

Diese strategische Ausrichtung kann die Dauer des Angriffs verlängern und die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das Opfer eine Schwachstelle findet. So gab der Cloud-Computing-Riese Rackspace öffentlich bekannt, dass Hacker auf die persönlichen Daten von 27 Kunden während eines Ransomware-Angriffs, der eine Zero-Day-Schwachstelle ausnutzte.

Warum sind Zero-Day-Schwachstellen so gefährlich?

Zero-Day-Schwachstellen sind besonders gefährlich, da sie sich in einer Lücke zwischen Entdeckung und Verteidigung befinden. In diesem Stadium ist die Schwachstelle dem Softwarehersteller unbekannt, wird von Sicherheitssystemen nicht erkannt und von den Benutzern nicht behoben. Dies macht sie zu einer offenen Gelegenheit für Angreifer, zuzuschlagen, bevor die Verteidigungsmaßnahmen vorbereitet werden können.

Die Hauptgefahren von Zero-Day-Exploits:

• Es gibt keinen Patch: Da die Schwachstelle noch nicht entdeckt wurde, haben die Anbieter noch keine Korrektur veröffentlicht. Unternehmen bleiben anfällig, bis ein Patch entwickelt und bereitgestellt wird.
• Hohe Erfolgswahrscheinlichkeit: Herkömmliche Schutzmaßnahmen wie Virenschutz oder Intrusion Detection beruhen auf bekannten Bedrohungssignaturen. Zero-Day umgeht diese und ermöglicht Angreifern einen direkten Weg ins Innere.
• Reaktive vs. proaktive Verteidigung: Verteidiger wissen oft nicht, dass ein Zero-Day existiert, bis er aktiv ausgenutzt wird. Bis dahin haben die Angreifer möglicherweise bereits Daten gestohlen und Malwareoder den Betrieb gestört.
• Strategischer Wert für Hacker: Fortgeschrittene Cyberkriminelle sparen sich Zero-Days oft für hochwertige Ziele wie Regierungen, Unternehmen oder kritische Infrastrukturen auf, um den Schaden und die Auswirkungen zu maximieren.

Aufgrund dieser Eigenschaften führen Zero-Day-Exploits häufig zu Datenverletzungen, finanziellen Verlusten, Rufschädigung und langen Wiederherstellungszeiten. Die Gefahr liegt in der Tatsache, dass die Verteidiger keinen Vorsprung haben und der Wettlauf mit der Zeit erst beginnt, wenn der Angriff bereits im Gange ist.

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Der Lebenszyklus einer Zero-Day-Sicherheitslücke

Ein Zero-Day-Exploit taucht nicht über Nacht auf. Es handelt sich um einen Prozess, der einem Lebenszyklus folgt, der bestimmt, wie lange Angreifer die Schwachstelle als Waffe einsetzen können, bevor die Verteidiger aufschließen. Jede Phase stellt einen kritischen Punkt auf der Zeitachse dar, an dem sich das Kräfteverhältnis zwischen Angreifern und Sicherheitsteams verschiebt.

Stufe 1: Entdeckung

Der Lebenszyklus beginnt, wenn ein Fehler zum ersten Mal aufgedeckt wird. Dies kann in erster Linie auf zwei Arten geschehen:

• Böswillige Entdeckung: Bedrohungsakteure scannen und testen aktiv Software, Hardware oder Protokolle und suchen nach Schwachstellen. Sie können Fuzzing-Tools, Reverse Engineering oder Brute-Force-Methoden verwenden, um unerwartetes Verhalten auszulösen.
• Gutartige Entdeckung: Sicherheitsforscher oder ethische Hacker entdecken Schwachstellen bei Audits, Penetrationstests oder Bug Bounty-Programmen.

An diesem Punkt entscheidet der Entdecker, was zu tun ist:

• Verantwortungsbewusst berichten an den Anbieter, damit eine Lösung entwickelt werden kann.
• Direkt ausnutzen zur persönlichen Bereicherung oder Sabotage.
• Verkaufen Sie die Schwachstelle auf Dark-Web-Marktplätzen, wo Zero-Days je nach Ziel (z. B. iOS, Unternehmenssoftware oder kritische Infrastruktur) Hunderttausende oder sogar Millionen von Dollar einbringen können.

Stufe 2: Erstellung von Exploits

Sobald die Schwachstelle bekannt ist, beginnen die Angreifer mit der Entwicklung eines Exploiteinen bösartigen Code, der die Schwachstelle ausnutzen soll. Dies ist die Phase der Bewaffnung:

• Der Exploit wird so geschrieben, dass er genau auf die Schwachstelle abzielt, sei es durch Einschleusen von Code, Umgehen von Sicherheitsüberprüfungen oder Ausführen nicht autorisierter Befehle.
• Fortgeschrittene Angreifer können mehrere Zero-Days miteinander verketten, um einen mehrschichtigen Angriffund so die Auswirkungen erheblich verstärken.

In diesem Stadium hat sich die Schwachstelle von einem unbekannten Fehler zu einer operativen Bedrohung entwickelt.

Stufe 3: Infiltration

Wenn der Exploit fertig ist, brauchen Angreifer einen Weg, ihn in die Zielumgebung zu bringen. Übliche Übertragungswege sind unter anderem:

• Phishing und Spear-Phishing E-Mails mit infizierten Anhängen oder bösartigen Links.
• Drive-by-Downloads auf kompromittierten Websites, bei denen der bloße Besuch der Seite den Exploit auslöst.
• Trojanische Software oder Updates, bei denen legitim erscheinende Anwendungen mit versteckten Exploits gebündelt werden.
• Wechseldatenträger (USB-Laufwerke usw.), insbesondere bei gezielten Angriffen auf luftgestützte Systeme.

Die Infiltrationsphase entscheidet darüber, ob der Exploit ein breites Publikum (Massenkampagnen) oder ein bestimmtes hochrangiges Ziel (Spionage oder Sabotage) erreicht.

Stufe 4: Ausnutzung und Ausführung

Nach der Auslieferung wird der Exploit auf dem Zielsystem ausgeführt. An dieser Stelle wird der Angriff sichtbar, wenn auch oft zu spät. Je nach der Absicht des Angreifers kann der Exploit:

• Installieren Sie Malware oder Ransomware um Dateien zu verschlüsseln und eine Zahlung zu verlangen.
• Hintertüren schaffen für dauerhaften Fernzugriff.
• Eskalation der Privilegien, Angreifern die volle Kontrolle über das System geben.
• sensible Daten zu exfiltrieren wie z. B. geistiges Eigentum, Finanzunterlagen oder persönliche Informationen.
• Störung des Betriebs durch Denial-of-Service oder Systemmanipulation.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Zero-Day-Schwachstelle aktiv Schaden anrichten.

Wie erkennt man eine Zero-Day-Schwachstelle?

Die Erkennung von Zero-Day-Schwachstellen ist eine der kompliziertesten Herausforderungen im Bereich der Cybersicherheit, da diese Schwachstellen den Anbietern und herkömmlichen Sicherheitstools per Definition unbekannt sind. 

Bei der Erkennung gibt es in der Regel zwei Ansätze: die proaktive Erkennung, bei der Unternehmen aktiv nach versteckten Schwachstellen suchen, bevor sie ausgenutzt werden, und die reaktive Erkennung, bei der Verteidiger verdächtige Aktivitäten oder Anzeichen für einen laufenden Angriff erkennen.

Proaktive Entdeckung

Proaktive Methoden zielen darauf ab, Schwachstellen aufzudecken, bevor Angreifer sie als Waffe einsetzen können:

• Fuzzing: Einspeisung von unerwarteten oder zufälligen Eingaben in Software, um Abstürze oder abnormales Verhalten auszulösen, die unbekannte Schwachstellen aufdecken können.
• Anomalie-basiertes Scannen: Verwendung fortschrittlicher Scan-Tools zur Erkennung ungewöhnlicher Muster oder Systemreaktionen, die nicht dem erwarteten Verhalten entsprechen.
• Reverse Engineering: Zerlegen von Software- oder Malware-Code, um versteckte Schwachstellen aufzudecken oder zu verstehen, wie ein Exploit funktioniert.

Reaktive Erkennung

Wenn ein Zero-Day an den proaktiven Maßnahmen vorbeigeht, helfen reaktive Techniken dabei, ihn zu entdecken, nachdem die Ausnutzung bereits begonnen hat:

• Verhaltensbasierte Überwachung: Aufspüren ungewöhnlicher System- oder Netzwerkaktivitäten, wie unerklärliche Verkehrsspitzen, Privilegienerweiterungen oder Prozessanomalien, die auf einen Missbrauch hindeuten können.
• Retro-Jagd: Durchsuchen historischer Protokolle oder Bedrohungsdaten, um Anzeichen dafür zu finden, dass ein Zero-Day-Exploit zuvor aktiv war.
• Analyse von Benutzerberichten: Sammeln und Untersuchen von Nutzerbeschwerden, wie häufige Abstürze oder ungewöhnliche Fehler, die auf eine unentdeckte Schwachstelle hindeuten können, die ausgenutzt wird.

Wie man Zero-Day-Exploits vorbeugt

Zwar ist es aufgrund der Natur von Zero-Day-Angriffen unmöglich, diese vollständig zu verhindern, doch können einige bewährte Verfahren das Risiko und die Auswirkungen erheblich verringern:

• Halten Sie Software und Systeme auf dem neuesten Stand: Installieren Sie Patches und Updates zeitnah. Dies verhindert zwar keine Zero-Day-Angriffe (da es den Patch noch nicht gibt), schließt aber bekannte Schwachstellen, die Angreifer mit einem Zero-Day-Exploit koppeln könnten. Aktualisierte Versionen beheben auch kleinere Fehler, die möglicherweise ausgenutzt werden können.
• Umfassende Sicherheitssoftware verwenden: Setzen Sie mehrschichtige Sicherheitslösungen ein, darunter Antivirenprogramme der nächsten Generation (NGAV), Endpoint Detection and Response (EDR), Firewalls und Intrusion Prevention Systems (IPS). Diese Tools verwenden häufig verhaltensbasierte Erkennung und Heuristiken, die manchmal Zero-Day-Exploit-Aktivitäten auch ohne eine spezifische Signatur identifizieren oder blockieren können.
• Beschränkung des Benutzerzugangs und der Berechtigungen: Wenden Sie das Prinzip der geringsten Rechte an. Durch die Einschränkung der Benutzerrechte wird sichergestellt, dass der Zugriff des Angreifers und der potenzielle Schaden begrenzt sind, selbst wenn ein Konto über einen Zero-Day-Exploit kompromittiert wird. Verwenden Sie Erlaubnislisten oder Blocklisten, um die Ausführung von Anwendungen zu kontrollieren.
• Netzsegmentierung: Unterteilen Sie Ihr Netzwerk in kleinere, isolierte Segmente. Dadurch kann die Ausbreitung von Malware, die über einen Zero-Day-Exploit eingeschleust wird, eingedämmt und die Reichweite des Angriffs begrenzt werden.
• Web Application Firewalls (WAFs): Für Webanwendungen können WAFs bösartigen HTTP/S-Verkehr filtern, überwachen und blockieren und so möglicherweise webbasierte Zero-Day-Exploits eindämmen.
• Regelmäßige Backups: Führen Sie regelmäßige, getestete Backups wichtiger Daten durch. Dies wird einen Angriff nicht verhindern, ist aber entscheidend für die Wiederherstellung, insbesondere bei Ransomware, die über Zero-Day-Exploits eingesetzt wird.
• Schulung des Sicherheitsbewusstseins: Informieren Sie die Benutzer über Phishing, Social Engineering und sichere Surfgewohnheiten, um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Verbreitung von Exploits zu verringern.

Abschließende Worte

Zero-Day-Schwachstellen stellen eine der gefährlichsten Bedrohungen im Bereich der Cybersicherheit dar, da sie Schwachstellen ausnutzen, von denen noch niemand weiß, und Unternehmen ohne Patches, Schutzmaßnahmen oder Warnungen dastehen. Von der Entdeckung bis zur Ausnutzung sind die Angreifer im Vorteil, und herkömmliche Sicherheitstools greifen oft zu kurz.

Der Schlüssel zur Minderung dieses Risikos liegt in einer mehrschichtigen, proaktiven Verteidigung: einer Kombination aus Schwachstellenerkennung, Echtzeitüberwachung, Bedrohungsdaten und schnellem Patch-Management. Zwar kann keine einzelne Lösung jeden Zero-Day-Exploit abwehren, doch der Aufbau einer starken Sicherheitsstruktur verringert die Gefährdung erheblich und verbessert die Widerstandsfähigkeit.

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Häufig gestellte Fragen

Wer findet Zero-Day-Schwachstellen?

Sie können von Hackern, Sicherheitsforschern oder sogar staatlich gesponserten Gruppen entdeckt werden.

Wie viele Zero-Day-Schwachstellen gibt es?

Die genauen Zahlen sind nicht bekannt, aber Google hat 75 im Jahr 2024 ermittelt, gefolgt von 98 im Jahr 2023 und 63 im Jahr 2022.

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Ahona Rudra

Experte für Domain- und E-Mail-Sicherheit bei PowerDMARC

Ahona ist Marketing-Managerin bei PowerDMARC und verfügt über mehr als 5 Jahre Erfahrung im Schreiben über Cybersicherheitsthemen, insbesondere im Bereich Domain- und E-Mail-Sicherheit. Ahona hat einen Postgraduierten-Abschluss in Journalismus und Kommunikation und ist seit 2019 in der Sicherheitsbranche tätig.

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