Threat Modelling Workshop – Let’s Inspect 2.0

23 Juli 2026

Ob Amazon Alexa, Google Assistant oder Apple Siri: Smarte Lautsprecher gehören für viele Menschen längst zum Alltag. Sie hören auf Zuruf, steuern das Zuhause und beantworten fast jede Frage. Doch was passiert eigentlich mit den Daten, die dabei entstehen? Wo liegen die Schwachstellen – und wie vertrauenswürdig sind diese Systeme wirklich? Genau diesen Fragen widmete sich der interaktive Workshop "Threat Modelling – Let's Inspect 2.0".

Prof. Dr. Corinna Schmitt machte in ihrer Einführung deutlich, warum systematisches Vorgehen bei der Absicherung vernetzter Geräte unverzichtbar ist: Vernetzte Geräte steuern zunehmend physische Vorgänge, sodass ein Sicherheitsversagen nicht nur Daten, sondern im schlimmsten Fall auch reale Schäden zur Folge haben kann. Hinzu kommt, dass viele IoT-Geräte günstig produziert werden, über begrenzte Rechenkapazität verfügen und oft jahrelang im Einsatz bleiben, ohne dass Sicherheitslücken zeitnah geschlossen werden. Da Angreifer nur einen einzigen übersehenen Zugang benötigen, brauchen Entwicklerinnen und Entwickler eine Methode, die sämtliche potenziellen Schwachstellen systematisch abklopft.

Genau hier setzt das sogenannte Threat Modelling an: ein strukturiertes, papierbasiertes Verfahren, mit dem sich mögliche Angriffe auf ein System identifizieren und nach ihrer Schwere einordnen lassen – noch bevor ein Produkt überhaupt auf den Markt kommt. Der Workshop folgte dabei einem dreistufigen Vorgehen: zunächst die Architektur eines Systems verstehen, anschließend das System in klar abgegrenzte Komponenten zerlegen und schließlich jede dieser Komponenten gezielt auf Bedrohungen hin untersuchen.

Als Handwerkszeug diente den Teilnehmenden das STRIDE-Framework, eine im Bereich der IT-Sicherheit etablierte Methode, die sechs wiederkehrende Bedrohungskategorien unterscheidet: Spoofing (Identitäten vortäuschen), Tampering (unautorisiertes Verändern von Daten), Repudiation (Abstreiten durchgeführter Handlungen), Information Disclosure (ungewollte Offenlegung von Informationen), Denial of Service (Verweigerung des Zugriffs für berechtigte Nutzer) sowie Elevation of Privilege (unerlaubte Ausweitung von Rechten). Diese sechs Fragen bildeten den roten Faden, der auf jede einzelne Systemkomponente angewendet wurde.

Als durchgängiges Beispiel diente in Let’s Inspect 2.0 ein klassischer smarter Lautsprecher mit Mikrofon, cloudbasiertem Sprachassistenten, zugehöriger App und einer wachsenden Zahl von Drittanbieter-Skills. Zu schützende Werten reichten dabei von der Firmware über Zugangsdaten, Ereignisprotokolle und Zertifikate bis hin zu Sprachaufnahmen und den physischen Geräteressourcen selbst.

Das Gesamtsystem wurde in vier Komponenten mit klaren Vertrauensgrenzen unterteilt: die Sprachschnittstelle mit Mikrofon und Aktivierungswort, den lokalen Speicher samt Hardware und Debug-Schnittstellen, die Cloud-Anbindung an den Sprachdienst sowie die begleitende Smartphone-App zur Einrichtung und Fernsteuerung. Als Angriffsflächen wurden dabei sowohl die Kommunikation zwischen den Komponenten als auch Software, physische Hardware und der gesamte Produktlebenszyklus von Herstellung bis Entsorgung betrachtet – mögliche Angreifer reichten vom entfernten Software-Angreifer bis zum Angreifer im lokalen Netzwerk.

Als Einstieg führte Frau Prof. Dr. Schmitt die Teilnehmer mittels STRIDE durch eine der identifizierten Komponenten – die Cloud-Anbindung – exemplarisch vollständig durch: von der fehlenden gegenseitigen Authentifizierung über unzureichend geschützte Datenintegrität und mangelhafte Protokollierung bis hin zu unverschlüsseltem Datenverkehr, möglichen Überlastungsangriffen und unautorisierten Rechteausweitungen. Jede Bedrohung wurde dabei mit einer passenden Gegenmaßnahme verknüpft, etwa Mutual Authentication, signierte Firmware-Updates, fälschungssichere Protokollierung, verschlüsselte Übertragung, redundante Systemauslegung und striktes Least-Privilege-Prinzip.

Im praktischen Teil des Workshops teilten sich die Teilnehmenden in Gruppen auf und untersuchten die verbleibenden drei Komponenten (Sprachschnittstelle, Companion-App und lokaler Speicher) eigenständig nach demselben Muster. Dabei kamen bemerkenswert konkrete und teils überraschende Bedrohungsszenarien zusammen: von manipulierten Sprachbefehlen über Laserangriffe auf Mikrofone, die Audiosignale ganz ohne hörbaren Schall auslösen oder sogar Vibrationen in Räumen abhören können, bis hin zu kompromittierten Autosystemen, über die sich Smartphones während einer Urlaubsfahrt ausspähen ließen. Auch alltagsnahe Szenarien wie ein ungesperrtes Smartphone in einem Café oder ein Kind, das versehentlich Zugriff auf ein Erwachsenenkonto erhält, flossen in die Analysen ein.

Besonders die Gruppe, die sich mit der Sprachschnittstelle befasste, zeigte anschaulich, wie tückisch ein rein akustisches Interface sein kann: Ohne Sprachauthentifizierung lässt sich praktisch jeder Befehl von jeder Person aussprechen, während selbst mit Stimmerkennung Nachahmung, Hintergrundgeräusche oder gezielte Laserangriffe auf das Mikrofon Schutzmaßnahmen umgehen können. Als realistische Gegenmaßnahme schlugen die Teilnehmenden vor, kritische Aktionen zusätzlich über einen zweiten, nicht-akustischen Kanal bestätigen zu lassen – etwa über einen Button auf einem Display.

Zum Abschluss präsentierten die Gruppen ihre Ergebnisse: die untersuchte Komponente, die überraschendste Bedrohung und eine realistische Gegenmaßnahme. Dabei betonte Schmitt ausdrücklich, dass keine Gruppe alle sechs STRIDE-Kategorien vollständig abdecken müsse – Tiefe sei an diesem Tag wichtiger als Vollständigkeit.

Als zentrale Erkenntnisse des Workshops wurde folgendes mitgenommen: Threat Modelling verwandelt die vage Hoffnung, an alles gedacht zu haben, in einen wiederholbaren Prozess. STRIDE liefert dafür für jede Systemkomponente denselben Sechs-Fragen-Katalog, und wer sich in eine einzelne Komponente vertieft, lernt die Methode schneller als beim oberflächlichen Durchgehen vieler Komponenten. STRIDE alleine reicht nicht aus, sondern gibt nur einen ersten Eindruck über lauernde Gefahren, und sollte daher mit anderen Verfahren zur Bewertung der Schwere der identifizierten Bedrohungen wie DREAD oder CVSS kombiniert werden, mit denen sich anschließend priorisieren lässt, welche Schwachstellen zuerst behoben werden sollten.

Der Workshop reiht sich ein in eine Reihe von Veranstaltungen, mit denen SeCoSys und das Forschungsinstitut CODE der Universität der Bundeswehr München Themen der sicheren Kommunikation und vertrauenswürdiger digitaler Infrastruktur einem breiteren Publikum zugänglich machen – bewusst niedrigschwellig und ohne die Notwendigkeit tiefgehender technischer Vorkenntnisse.

Bild: © SeCoSys/Schmitt