Lernblog Doris

Die im Internet angeschlossenen Geräte werden immer mehr. Laut Infografik von Tele2 (2015) waren 1981 „nur“ 200 Rechner am Internet angeschlossen, während 2014 bereits über eine Milliarde Rechner im Netz verfügbar waren. In den heutigen Zeiten des Internets der Dinge sind nicht mehr nur klassische Personal Computer am Internet angeschlossen, sondern auch Smartphones, Tablets, Smartwatches, Körperwaagen, Fitnessarmbänder, Fernseher, intelligente Kühlschränke, Autos und vieles mehr (PC-Welt, 2015). Die Anzahl der am Internet angeschlossenen Geräte vergrößert sich dadurch um ein Vielfaches.

Das Protokoll, über das im Internet kommuniziert wird, ist das Internet Protokoll Version 4, kurz IPv4. Es wurde 1981 in Form des RFC791 spezifiziert und bildet eine wichtige technische Grundlage des Internets (Postel, 1981). Jedes Gerät, das im Internet kommuniziert, ist mit einer Internetadresse versehen um es identifizierbar zu machen und Nachrichten von einem Gerät zum nächsten senden zu können. Diese IP-Adressen sind in vierer Blöcken zu je 8 Bit organisiert und werden in Dezimalschreibweise ausgewiesen. Ein Block hat daher einen Wertebereich von 0 bis 255 (Beispiel einer Adresse: 192.168.0.11). Insgesamt nutzt IPv4 somit 32-Bit-Adressen, wodurch maximal ca. 4,29 Milliarden Adressen vergeben werden können. Während es den Erfindern des Protokolls Anfang der 80er Jahre undenkbar schien, dass mehr als 4 Milliarden Adressen notwendig sein könnten, sind wir heutzutage an der Grenze angekommen, denn die IPv4-Adressen sind bereits restlos aufgebraucht (PC-Welt, 2015).

Da wie weiter oben erwähnt immer mehr Geräte an das Internet angeschlossen sind, wuchs die Notwendigkeit eines neuen Protokolls. Die Internet Assigned Numbers Authority (IANA) hat das bereits frühzeitig erkannt. Laut ITdaily (2015) steht das IPv6-Protokoll, das die Antwort auf die Adressknappheit ist, bereits seit 1998 bereit. Und das ist dringend notwendig, denn IANA hat am 1. Februar 2011 die letzten freien IPv4-Adressblöcke vergeben, wodurch der verfügbare IPv4-Adresspool seit 2011 ausgeschöpft ist (ITdaily, 2015). Im Gegensatz zu IPv4 stehen mit dem Internetprotokoll IPv6 mehrere Hundert Sextillionen Adressen zur Verfügung (PC-Welt, 2015).

Das Internetprotokoll IPv6 ist keine Weiterentwicklung von IPv4, sondern eine Neuentwicklung, die auch nicht abwärtskompatibel ist (IPv6-Portal, 2015). Die Hardware muss IPv6 verstehen, um es nutzen zu können, was die Umstellung zur neuen Version erschwert.  Eine IPv6-Adresse ist völlig anders aufgebaut als eine IPv4-Adresse (Beispiel einer Adresse: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344), sie besteht aus acht Blöcken zu je vier Stellen in hexadezimaler Schreibweise (PC-Welt, 2015). Während die ersten vier Blöcke vom Zugangsanbieter zugewiesen werden, werden die letzten vier Blöcke individuell einem Gerät zugewiesen. Das heißt, wenn sich mein Gerät in meinem Heimnetzwerk befindet, erhält es eine Adresse, wo die ersten vier Blöcke mein Netzwerk widerspiegeln und die zweiten vier Blöcke mein Gerät. Wenn sich mein (dasselbe) Gerät im Uni-Netzwerk befindet, so ändern sich lediglich die ersten vier Blöcke, die letzten vier Blöcke bleiben gleich, da sie der Geräte-abhängige Teil sind. Dieser Teil kann sich laut PC-Welt (2015) gemäß Spezifikation direkt aus der MAC-Adresse (das ist die weltweit eindeutige Hardware-Adresse meines Geräts) gebildet werden.

Durch die nahezu unvorstellbare Anzahl an Geräte, die durch IPv6 gleichzeitig im Internet kommunizieren können, wäre es möglich, dass jedes Gerät eine fixe eindeutig zugewiesene IPv6 Adresse erhält, die sich im Laufe der Zeit nicht ändert. Das ruft Datenschützer hervor, da es dadurch möglich wäre, Geräte und folglich auch die entsprechenden Besitzer zu identifizieren. Spiegel (2011) berichtet über die Sorgen der Datenschützer, die vor allem den Verlust der Anonymität im Internet befürchten. Wegen der IPv4-Adressknappheit und auch wegen der Unterbindung des Betreibens von Heimservern wurden laut Spiegel (2011) IP-Daten bisher dynamisch vergeben, was bedeutet, dass man bei einer Einwahl ins Internet vom Provider eine andere Adresse zugeteilt bekommen konnte. Eine eindeutige Identifizierung wird dadurch erschwert. Aufgrund der Neuentwicklung des Internetprotokolls stünden nun genug Adressen zur Verfügung, sodass jedem Gerät eine dauerhaft nutzbare Internetadresse zugeordnet werden könnte und dadurch umfassende Nutzerprofile angelegt werden könnten. Entsprechend Spiegel (2011) und ITdaily (2015) sollte laut Meinungen von Datenschützern der Gesetzgeber Internet Service Provider dazu verpflichten, weiterhin die IP-Adressen dynamisch zu vergeben. Als Antwort auf die Datenschutzthemen wird IPv6 mit „Privacy Extensions“ erweitert (PC-Welt, 2015). Die automatische Erstellung der letzten vier Blöcke der IP-Adresse auf Basis der MAC-Adresse des Geräts wird hierbei durch einen speziellen Algorithmus temporär ersetzt, wodurch die Identifikation des Geräts erschwert wird. PC-Welt (2015) weist darauf hin, dass es dennoch möglich sein könnte, ein Gerät verfolgbar zu machen, da die ersten vier Blöcke der Adresse fix seien. Zudem können „Privacy Extension“ von Systemadministratoren abgeschaltet werden.

PC-Welt (2015) weist darauf hin, dass durch IPv6 nicht nur das Problem der Adressknappheit gelöst wird, sondern dass auch weitere Vorteile entstehen. In IPv4 Netzwerken ist es aufgrund der Adressknappheit notwendig, zwischen privaten und öffentlichen IP-Adressen zu unterscheiden. Private IP-Adressen werden in privaten Netzwerken, sogenannten LANs (Local Area Networks), worunter Heimnetzwerke oder Firmennetzwerke zu verstehen sind, verwendet. Für private IP-Adressen sind bestimmte Adressbereiche wie zum Beispiel 192.168.xxx.xxx weltweit fix vorgegeben (PC-Welt, 2015). So ist es möglich, dass in meinem Heimnetzwerk eines meiner Geräte die IP-Adresse 192.168.4.10 zugewiesen bekommt und ein im Heimnetzwerk meines Freundes das Gerät meines Freundes ebenso die gleiche IP-Adresse verwendet. Das würde der eindeutigen Adressierungsmöglichkeit widersprechen, da es sich aber um zwei eigenständige private Netzwerke handelt, kommen sich die Geräte nicht in die Quere. Möchten die Geräte von privaten Netzwerken aus mit anderen Geräten kommunizieren, die nicht im gleichen Netz sind, wenn also über das Internet kommuniziert wird, muss die private IP-Adresse in eine öffentliche IP-Adresse umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt die NAT (Network Address Translation), welche im Router implementiert ist. Es vermittelt zwischen internen und öffentlichen IP-Adressen, wodurch eine Kommunikation aus einem privaten Netzwerk in das Internet überhaupt erst möglich wird. Durch IPv6 kann wie weiter oben bereits erwähnt jedes Gerät eine eigene öffentliche IP-Adresse erhalten und wäre dadurch im Internet ansprechbar, eine Umwandlung zwischen interner und öffentlicher IP-Adresse wäre dadurch nicht mehr nötig, was die Verzögerung durch die Umwandlung durch eine NAT einspart (PC-Welt, 2015). Doch hier wären wir wieder bei Datenschutzproblem, dass jedes Gerät immer die gleiche Adresse verwenden würde und dadurch eindeutig identifizierbar wäre.

Neben den oben genannten Vorteilen des größeren Adressraums und des schnelleren Routings nennt ITdaily (2015) weitere Vorteile, wie beispielsweise, dass nun Datenpakete bis zu 4 Gigabyte groß sein können und dass die IPv6-Adresse eine Autokonfiguration ermöglicht.

Der Übergang zwischen IPv6 und IPv4 erfolgt nicht von dem einen auf den anderen Tag. Die Hardware muss mit dem neuen Protokoll umgehen können, daher sind hier Anpassungen notwendig. Bis alle Internet Service Provider umgestellt habe, dürfte laut PC-Welt (2015) noch einige Zeit vergehen. Während der Übergangszeit werden die Zugangsanbieter einen Parallelbetrieb (dem sogenannten Dual Stack) umsetzen, sodass beide Protokolle noch funktionieren und für einen Normalbetrieb sorgen. Die Umstellung bedeutet für Provider einen enormen Aufwand (ITdaily, 2015), da die komplette Infrastruktur auf das neue Protokoll vorbereitet werden muss, wobei Netzabbrüche und Totalausfälle bei den Kunden riskiert werden. Die deutsche Telekom will ihr Mobilfunknetz bereits 2015 komplett auf IPv6 umgestellt haben, was dringend notwendig ist, da bereits immer mehr Internetkunden von Providern keine öffentlichen IPv4-Adressen mehr bekämen (Sawall, 2015).

Um in den Genuss von IPv6 zu kommen, empfiehlt PC-Welt (2015) Nutzern darauf zu achten, dass die eigene Netzwerk-Hardware IPv6 unterstützt, weist aber auch darauf hin, dass dies bei aktuellen Geräten ohnehin häufig der Fall ist.

Quellen:

IPv6-Portal (2015). Unterschiede zwischen IPv4 und IPv6. URL: http://www.ipv6-portal.de/informationen/unterschiede-ipv4-ipv6.html (abgerufen am 23.12.2015)

ITdaily (2015). IPv6 – aktuelle Probleme und warum es nicht immer flächendeckend umgesetzt wurde. Artikel vom 29.05.2015. URL: http://www.it-daily.net/it-sicherheit/datenschutz/11033-ipv6-aktuelle-probleme-und-warum-es-immer-nicht-flaechendeckend-umgesetzt-wurde (abgerufen am 23.12.2015)

Tele2 (2015). Die Geschichte des Internets. Infografik. URL: https://shop.tele2.de/Gut-zu-wissen/Digitale-Welt/Geschichte-des-Internets (abgerufen am 23.12.2015)

PC-Welt (2015). IPv6 – Alles zum Umstieg zum neuen Web-Standard. URL: http://www.pcwelt.de/ratgeber/IPv6-Alles-zum-neuen-Web-Standard-517266.html (abgerufen am 23.12.2015).

Postel, J. (1981). RFC791: Internet Protocol. Protocol Specification. Information Sciences Institute University of Southern California. URL: https://tools.ietf.org/html/rfc791 (abgerufen am 23.12.2015).

Sawall, A. (2015). Deutsche Telekom stellt im Mobilfunk auf IPv6 um. Artikel auf Golem.de vom 08.07.2015. URL: http://www.golem.de/news/mobilfunknetz-deutsche-telekom-stellt-im-mobilfunk-auf-ipv6-um-1507-115116.html (abgerufen am 20.12.2015).

Spiegel (2011). Datenschützer kritisiert geplante Umstellung von IP-Adressen. Ausgabe 18/2011. URL: http://www.spiegel.de/spiegel/vorab/a-759876.html (abgerufen am 23.12.2015).