Wie funktioniert der Zugriff auf eine Datei die auf einem NTFS-Dateisystem abgelegt ist?

Der Zugriff auf eine Datei, die auf einem NTFS-Dateisystem abgelegt ist, erfolgt durch eine Reihe von Schritten, die sowohl Sicherheits- als auch Betriebssystemmechanismen umfassen. Hier ist eine detaillierte Beschreibung des Prozesses:

Der Zugriff auf Dateien die auf einem NTFS Dateisystem abgelegt sind

1. Voraussetzungen für den Zugriff

Um auf eine Datei auf einem NTFS-Dateisystem zugreifen zu können, müssen mehrere Voraussetzungen erfüllt sein:

Authentifizierung: Der Benutzer oder der Prozess muss authentifiziert werden. Das kann durch Benutzername und Passwort, Zertifikate oder andere Authentifizierungsmechanismen erfolgen.
Berechtigungen auf NTFS-Ebene: Der Benutzer oder die Benutzergruppe muss die entsprechenden Berechtigungen (z. B. Lesen, Schreiben, Ausführen) auf der Datei oder dem Verzeichnis besitzen.
Freigabeberechtigungen (bei Netzwerkzugriff): Bei Zugriff über das Netzwerk müssen die Freigabeberechtigungen korrekt eingestellt sein.
Netzwerkverbindung: Bei remote Zugriff muss eine stabile Verbindung zum Server bestehen.
Zugriff auf den Dateiserver: Der Server muss erreichbar sein, und die notwendigen Dienste müssen laufen (z. B. „Server“-Dienst auf Windows).

2. Schritte beim Zugriff auf eine NTFS-Datei

Der Prozess des Zugriffs auf eine Datei im NTFS-Dateisystem kann in folgende Schritte unterteilt werden:

a) Authentifizierung des Benutzers

Wenn der Benutzer auf eine Datei zugreifen möchte, muss er zuerst authentifiziert werden. Dies geschieht meist durch das Anmelden am System (lokal oder über ein Netzwerk). Windows verwendet hierbei oft Kerberos oder NTLM als Authentifizierungsprotokolle.

b) Anfrage an das Dateisystem

Der Benutzerprozess sendet eine Anfrage an das Betriebssystem, um auf die Datei zuzugreifen. Diese Anfrage enthält Informationen wie den Pfad zur Datei und die Art des gewünschten Zugriffs (Lesen, Schreiben, etc.).

c) Überprüfung der Berechtigungen (Zugriffskontrollliste – ACL)

Das NTFS-Dateisystem verwendet Zugriffskontrolllisten (ACLs), um den Zugriff auf Dateien und Ordner zu steuern.

NTFS-ACLs: Jede Datei und jeder Ordner im NTFS-Dateisystem hat eine Sicherheitsbeschreibung, die eine oder mehrere ACLs enthält. Diese ACLs definieren, welche Benutzer oder Gruppen welche Aktionen (Lesen, Schreiben, etc.) auf die Datei oder den Ordner ausführen dürfen.
Security Identifier (SID): Der Benutzer wird durch seinen SID (Security Identifier) identifiziert, der mit den in den ACLs angegebenen Berechtigungen abgeglichen wird.
Zugriffsentscheidungsprozess: Das Betriebssystem überprüft die angeforderte Aktion (z. B. Lesen) gegen die ACLs der Datei. Wenn die Berechtigungen ausreichend sind, wird der Zugriff gewährt.

d) Überprüfung von Freigabeberechtigungen (bei Netzwerkzugriff)

Wenn der Zugriff über ein Netzwerk erfolgt, prüft das Betriebssystem zusätzlich die Freigabeberechtigungen. Diese legen fest, welcher Benutzer oder welche Gruppe auf die freigegebenen Ressourcen zugreifen darf und welche Art von Zugriff erlaubt ist.

Zusammenführung der Berechtigungen: Die tatsächlich erlaubten Rechte sind die restriktivste Kombination aus NTFS- und Freigabeberechtigungen. Zum Beispiel, wenn NTFS Lesezugriff erlaubt, aber die Freigabe keinen Zugriff erlaubt, ist der Zugriff insgesamt verweigert.

e) Zugriff auf die Datei

Wenn alle Berechtigungen geprüft und der Zugriff genehmigt wurde, erhält der Prozess einen Handle (eine Art “Zeiger”) auf die Datei. Dieses Handle erlaubt es dem Prozess, die Datei zu lesen, zu schreiben oder auszuführen, abhängig von den angeforderten Berechtigungen.

f) Dateizugriff und Sperren

Während des Zugriffs auf die Datei können Sperren (Locks) gesetzt werden, um sicherzustellen, dass kein anderer Prozess die Datei gleichzeitig in einer Weise ändert, die zu Inkonsistenzen führen könnte. Das Betriebssystem verwaltet diese Sperren automatisch.

g) Beenden des Zugriffs

Nach Abschluss der Dateioperationen (z. B. Lesen, Schreiben) wird das Handle freigegeben, und eventuelle Sperren werden aufgehoben. Dadurch wird die Datei für andere Prozesse wieder zugänglich gemacht.

3. Zusätzliche Sicherheitsmechanismen

NTFS unterstützt zusätzliche Sicherheitsmerkmale wie:

Verschlüsselung (EFS): Dateien können mit dem Encrypting File System (EFS) verschlüsselt werden, um die Daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
Auditing: Zugriffsversuche können protokolliert werden, um Sicherheitsverletzungen oder nicht autorisierte Zugriffe zu erkennen.

Zusammenfassung

Der Zugriff auf eine Datei im NTFS-Dateisystem ist ein komplexer Prozess, der Authentifizierung, Berechtigungsprüfung, und Sicherheitsmechanismen kombiniert. Nur wenn alle Bedingungen erfüllt sind, wird der Zugriff auf die Datei gewährt.